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Cómo la NASA busca señales de vida en Marte

by notiulti

Perseverance, el último rover de la NASA, aterrizó en Marte en febrero con la misión de responder preguntas sobre el pasado y el futuro de la vida en el Planeta Rojo.

En el transcurso de esa misión, que durará casi dos años, o un año marciano, el rover llevará a cabo una investigación utilizando una gama de instrumentos diseñados para sondear el paisaje del planeta en busca de atisbos de su pasado antiguo.

Los investigadores esperan tener una mejor idea de si alguna vez existió vida primordial en nuestro vecino celestial (y de ser así, dónde y cuándo), y cómo la tecnología puede allanar el camino para que los astronautas sostengan sus propias vidas durante futuros viajes a su superficie ahora desolada. .

En unos pocos meses, el rover y sus compañeros han logrado hazañas tecnológicas masivas y han descubierto un tesoro de datos significativos y fotos fascinantes. La perseverancia ya ha supervisado la demostración exitosa de dos piezas de tecnología experimental: un pequeño helicóptero llamado Ingenio y un artilugio del tamaño de una tostadora llamado MOXIE que convierte la atmósfera rica en dióxido de carbono de Marte en oxígeno.

El rover está estacionado en el cráter Jezero de Marte, que los investigadores creen que albergaba un lago. hace más de 3.500 millones de años. Los investigadores en casa han estado implementando actualizaciones de software y revisando los accesorios del vehículo altamente autónomo. Durante las próximas semanas, Perseverance comenzará a evaluar la geología local en busca de muestras de rocas que puedan contener pistas importantes.

En última instancia, la esperanza es que una misión futura pueda llevar a cabo la complicada tarea de transportar un caché de esas muestras a la Tierra para su posterior estudio. (Ese plan sigue siendo una propuesta por ahora y aún no ha sido aprobado por la NASA).

Han sido unos primeros meses llenos de acontecimientos para Perseverance, sus compañeros tecnológicos y los cientos de investigadores que los monitorean y operan aquí en la Tierra. Aquí hay un vistazo a lo que han logrado y lo que sigue para la misión.

Haciendo oxígeno en Marte, con MOXIE

En la misión a Marte de la NASA, MOXIE significa más que agallas y determinación: significa Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno en Marte (“in-situ” significa “en el lugar”). En abril, el pequeña pieza de tecnología logró su objetivo de extraer oxígeno de la atmósfera marciana.

Extrayendo dióxido de carbono de la atmósfera y dividiéndolo en monóxido de carbono y oxígeno, el dispositivo produjo alrededor de 5 gramos de oxígeno, aproximadamente lo suficiente para que un astronauta respire durante 10 minutos.

Durante el primer año de la misión, MOXIE realizará esa demostración hasta 10 veces. La densidad de la atmósfera del planeta cambia drásticamente dependiendo de factores como si es de día o de noche, lo que influye significativamente en la temperatura, así como en qué estación es. Los investigadores tienen como objetivo determinar si funcionará en esas condiciones variables.

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“La idea básica es producir oxígeno durante todas las estaciones, durante todas las horas del día, y ese es el plan”, dijo Jeffrey Hoffman, ex astronauta y actual investigador principal adjunto del experimento MOXIE.

Una bomba de aire extrae gas de dióxido de carbono de la atmósfera marciana, que luego se regula y alimenta al electrolizador de óxido sólido (SOXE), donde se divide electroquímicamente para producir oxígeno puro. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Si las generaciones futuras de MOXIE alguna vez acompañan a los astronautas en viajes a Marte, la máquina tendrá que estar equipada para funcionar en todo momento; el MOXIE existente debe encenderse y dejar que se caliente hasta unos 1.400 grados Fahrenheit antes de cada demostración, y de forma automática. calibrarse para convertir de forma segura la atmósfera a cualquier densidad.

“Uno de los propósitos de MOXIE no es solo demostrar que funciona, sino aprender lo suficiente sobre todo el sistema para que podamos ayudar a informar el diseño de un sistema autónomo de producción de oxígeno a una escala mucho mayor, que es el objetivo final de este toda la empresa ”, dijo Hoffman.

Una tripulación de seis astronautas que se mantenga en Marte durante dos años o más necesitaría “tal vez una tonelada de oxígeno”, agregó. El cohete en el que confiarían para sacarlos de Marte y devolverlos a casa necesitaría entre 25 y 30 veces más oxígeno para encenderse.

Enviar todo ese oxígeno con cualquier misión sería una hazaña monumental y costosa. Si puede producir el oxígeno que necesita en Marte en lugar de cargarlo allí, “está muy por delante del juego”, dijo Hoffman.

Volar un avión de control remoto en otro planeta

El helicóptero Ingenuity es el primer avión controlado de forma remota que alza con éxito un vuelo en un planeta que no es el nuestro.

“Esta misión marca una gran diferencia al demostrar que no es solo un sueño”, dijo Havard Grip, quien se desempeña como piloto principal de Ingenuity y líder de control de vuelo. “Esta es la realidad.”

Se planearon cinco vuelos de prueba para Ingenuity, cada uno planeado para ser un poco más lejos o más rápido que el anterior. El experimento fue un éxito tan rotundo que Ingenuity sigue despegando.

Durante su sexto vuelo, ocurrió un error por primera vez: una de las imágenes que Ingenuity toma regularmente para orientarse se perdió, lo que significa que cada imagen posterior tenía una marca de tiempo inexacta. Eso confundió el sistema del helicóptero, explicó Grip. Comenzó a intentar “corregir cosas que en realidad no eran errores”, lo que afectó el algoritmo que se usa para mantener a Ingenuity estable y bajo control.

Afortunadamente, los ingenieros de la NASA diseñaron el helicóptero para tener en cuenta los errores de sincronización, por lo que Ingenuity pudo completar un aterrizaje seguro.

Este obstáculo, un desafío “desconocido, desconocido”, como lo expresan a veces los investigadores, ofrecía una especie de prueba de esfuerzo, que Ingenuity superó con facilidad.

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“Estamos muy satisfechos con el rendimiento de todo hasta este momento”, dijo Grip. “Y eso también se puede decir del vuelo seis, de muchas maneras”.

Esta imagen en blanco y negro fue tomada por la cámara de navegación a bordo del helicóptero Ingenuity de la NASA durante su tercer vuelo, el 25 de abril de 2021. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Los planes para el vuelo siete implican enviar el helicóptero a unos 350 pies al sur de donde se encuentra ahora, y será la segunda vez que Ingenuity “aterrizará en un aeródromo que no inspeccionó desde el aire durante un vuelo anterior, ”Según la NASA. Los investigadores confían en que esta ubicación “es relativamente plana y tiene pocas obstrucciones en la superficie” según las imágenes capturadas por el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA.

El desempeño del ingenio hasta ahora ha generado “montañas” de datos útiles, dijo Grip, especialmente con respecto a cómo se ha comportado el helicóptero en las condiciones de la vida real en Marte. Al igual que MOXIE, esa información será invaluable cuando se trata de diseñar generaciones futuras de tecnología comparable.

Grip enfatizó que no hay expectativas de que cualquier cosa que haga Ingenuity de ahora en adelante ayude a Perseverance a lograr sus objetivos, pero cualquier información útil que pueda ofrecer es una especie de bono de bienvenida. Señaló que las imágenes aéreas tomadas por Ingenuity durante un vuelo reciente pueden ser de interés para los investigadores que trabajan en Perseverance.

Se espera que el tiempo del ingenio termine en algún momento de agosto, después de lo cual se quedará atrás. Hasta entonces, permanecerá en las inmediaciones de Perseverance, que sirve como una especie de centro de comunicación que lo conecta con los investigadores de la Tierra.

Independientemente de lo que suceda con Ingenuity, el helicóptero ya ha logrado un objetivo objetivamente impresionante. “De hecho, tenemos un helicóptero en funcionamiento en Marte y está haciendo su trabajo de manera fabulosa”, dijo Grip.

Buscando historia en las rocas marcianas

Después de muchos días marcianos, llamados “soles”, de apoyar estas demostraciones tecnológicas y de que sus innumerables herramientas y accesorios fueran evaluados meticulosamente por los investigadores en casa, Perseverance está lista para iniciar su propio viaje científico.

El equipo en la Tierra ha estado transmitiendo actualizaciones de software que habilitan funciones cruciales, como mejorar el sistema de navegación del rover para que pueda trazar mapas y evitar cualquier peligro que se interponga en su ruta predeterminada.

La perseverancia se construyó con un software “muy inteligente, muy autónomo”, dijo Jennifer Trosper, subdirectora de proyectos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Pero en lugar de poner todas sus campanas y silbidos en acción a su llegada, los investigadores adoptaron un enfoque más cauteloso que implicaba dar “pequeños pasos” para asegurarse de que todo funcionaba correctamente.

Hasta ahora, el rover se ve bien y se espera que recolecte sus primeras muestras a fines de junio o principios de julio, una vez que los investigadores puedan confirmar que las capacidades clave, como su navegación automática y los sistemas de muestreo final, están en orden.

Se espera que Perseverance recoja cuatro veces más muestras que Curiosity, el vehículo de exploración anterior de la NASA. El rover es más avanzado que su predecesor, lo que le permite hacer más en menos tiempo y con más autonomía.

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“Tenemos que ser más rápidos. Tenemos que ser más eficientes. Tenemos que conducir a las ubicaciones mucho más rápido ”, dijo Trosper. “Así que eso es lo que estas cosas nos permiten hacer”.

Por el momento, Perseverance reside en una de las partes más antiguas del lecho del lago que alguna vez albergó el cráter Jezero, un accidente afortunado que resultó del aterrizaje del rover un poco fuera de su objetivo previsto. De lo contrario, es posible que el rover nunca hubiera llegado a este lugar particularmente envejecido, señaló Trosper.

El terreno antiguo y expuesto, que se encuentra al este de un campo de dunas de arena cercano, puede ofrecer algunas de las muestras más antiguas que Perseverance obtiene en su misión.

Cuando se trata de muestreo geológico, más antiguo es mejor porque, explicó Trosper, la geología son solo “capas de información que le dicen lo que sucede con el tiempo”. Las muestras de esta ubicación deberían ayudar a responder preguntas sobre los confines más lejanos del pasado primordial de Jezero.

“Poder obtener muestras de esta parte muy antigua del cráter es realmente importante para que toda la historia encaje”, agregó. “Es una pieza importante del rompecabezas”.

La perseverancia está equipada con herramientas que permitirán a los investigadores examinar las rocas con las que se encuentra y determinar cuáles vale la pena muestrear. Cuando se enfrenta a una roca de interés, el taladro de Perseverance puede usar una broca para raspar, o rasurar suavemente, parte de su superficie y otra para soplar una bocanada de aire que elimine el polvo resultante. Los instrumentos científicos remotos del rover pueden entonces determinar la composición elemental de la propia roca y qué información podría contener.

Las rocas sedimentarias son particularmente útiles en el lecho del lago porque es más probable que hayan capturado evidencia, o “biofirmas”, de vida antigua, si es que alguna vez existió allí.

Las rocas ígneas, según la NASA, actúan como “relojes geologicos”Que puede ayudar a los investigadores a trazar un cronograma más preciso de cómo se formó el paisaje local hace miles de millones de años.

Para Trosper, las capacidades de alta tecnología de Perseverance son tan emocionantes como los misterios que se propone resolver.

“Obviamente, la ciencia en sí es fenomenal, porque este es el mejor lugar en Marte para buscar evidencia de vida microbiana antigua, y estamos aquí”, dijo Trosper. “Pero el [rover’s] la autonomía es también una de las señas de identidad de esta misión que realmente me entusiasma ”.

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