Representación del rover chino Mars 2020 antes del despliegue. Crédito: CNSA / Xinhua
Durante los primeros meses de 2021, la atmósfera marciana estuvo llena de nuevos visitantes de la Tierra. Primero fue la nave espacial Hope de la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos, y luego la órbita china Tianwen-1 entrando en órbita.
Recientemente, la NASA ha aterrizado el rover más grande de la historia en Marte y su compañero, un brillante helicóptero que ha estado estableciendo nuevos hitos desde entonces.
El próximo invitado en el planeta será el módulo de aterrizaje de la misión Tianwen-1, que intentará llegar a la superficie de Marte a mediados de mayo. Para entrar en la atmósfera de Marte, utilizará una técnica ligeramente diferente a las misiones anteriores.
Aterrizar en Marte es notoriamente peligroso: más misiones han fracasado que exitosas. El aterrizaje exitoso en Marte requiere ingresar a la atmósfera a una velocidad muy alta y luego desacelerar la nave espacial de la manera correcta a medida que se acerca al lugar de aterrizaje.
Esta fase de la misión, conocida como Landing-Enter-Descent, es la más crítica. Las misiones anteriores han utilizado varias formas diferentes de ingresar a la atmósfera marciana.
La experiencia del regreso de la nave espacial a la Tierra ayudó a mejorar la entrada a la atmósfera marciana. La Tierra puede tener una atmósfera muy diferente a la de Marte, pero los principios siguen siendo los mismos.
La nave espacial que orbita el planeta se moverá muy rápido para permanecer en esta órbita. Pero si una nave espacial entrara en la atmósfera a una velocidad tan alta, incluso tan delgada como Marte, ardería. Todo lo que entre a la atmósfera debe ralentizarse considerablemente y deshacerse del calor generado en este corto viaje. Esto se puede hacer de varias maneras.
Las naves espaciales están protegidas del calor generado al entrar en la atmósfera mediante escudos térmicos. En el pasado, varias misiones han utilizado técnicas como absorber calor, un revestimiento aislante, reflejar el calor de regreso a la atmósfera o ablación: quemar el material de la vaina.
Desde la misión Apollo en la década de 1960 hasta el nuevo SpaceX Dragon, estas técnicas se han aplicado con éxito y funcionan muy bien en la Tierra. Pero cuando se trata de Marte, los ingenieros deben tomar medidas adicionales.
Aterrizando en Marte
Los orbitadores están diseñados para monitorear la superficie de un planeta desde la órbita y actuar como una estación de retransmisión de comunicaciones. A medida que se acerca a un planeta, la nave espacial suele ser guiada a través de sucesivas órbitas elípticas más pequeñas, disminuyendo su velocidad cada vez que alcanza su órbita objetivo. La técnica también se puede utilizar para bajar la órbita de la nave espacial antes de que el módulo de aterrizaje entre en la atmósfera.
Toda la maniobra lleva varios meses y no requiere ningún equipo adicional, una forma eficaz de ahorrar combustible. Dado que utiliza la atmósfera superior del planeta para frenar, esto se denomina frenado aerodinámico. El frenado aerodinámico se ha utilizado en una variedad de misiones en Marte, incluyendo Orbitador de gases traza ExoMars y Orbitador de reconocimiento de Marte.
El frenado aerodinámico puede ralentizar considerablemente una nave espacial, pero cuando se trata de misiones de aterrizaje con rovers, las cosas se complican más. En Marte, la atmósfera es solo el 1% de la superficie de la Tierra y no hay océanos en los que una nave espacial pueda integrarse de manera segura. La forma contundente de una nave espacial por sí sola no es suficiente para reducir la velocidad.
Anteriormente, se utilizaron medidas adicionales en misiones exitosas. La nave espacial Mars Pathfinder usó paracaídas para frenar, confiando en un sistema de airbag único que entró en acción. en los últimos segundos absorción de impactos al aterrizar. Los rovers Spirit y Opportunity han aterrizado con éxito en Marte por la misma técnica.
Unos años más tarde, el rover Curiosity utilizó un nuevo sistema de aterrizaje. En los últimos segundos, se dispararon cohetes, lo que permitió que la nave espacial flotara en el aire mientras la cuerda, el puente aéreo, bajaba el rover a la polvorienta superficie de Marte. Este nuevo sistema demostró la entrega carga pesada a marte y allanó el camino para misiones más grandes.
Recientemente, el rover Perseverance, que aterrizó a principios de 2021, también usó un puente aéreo confiable dos tecnologías más avanzadas. Estas nuevas funciones, que utilizaron imágenes en vivo de cámaras, permitieron un aterrizaje más preciso, confiable y seguro.
Zhurong: “ dios del fuego ”
La próxima misión a Marte es el aterrizaje del rover chino Tianwen-1. Una misión ambiciosa consiste en elementos en órbita, aterrizaje y deambulación; la primera misión involucra a los tres en el primer intento. Ha estado orbitando el planeta rojo desde que entró en la órbita de Marte el 24 de febrero e intentará aterrizar el rover Zhurong, que significa “dios del fuego”, a mediados de mayo.
En términos de grandeza, Zhurong se ubica entre el espíritu y la perseverancia y lleva seis equipos científicos. Al aterrizar, Zhurong explorará el área para estudiar el suelo, la geomorfología y la atmósfera de Marte, y buscará signos de hielo de agua subterránea.
Tradicionalmente, las autoridades chinas no revelan mucha información antes del evento. Sin embargo, basado en una versión anterior descripción general de la misión algunos científicos chinos conocen la secuencia de aterrizaje que la sonda intentará seguir.
El 17 de mayo, Zhurong, protegido por una capa de aerosol (el caparazón protector que rodea la nave espacial que contiene un escudo térmico), ingresará a la atmósfera a 4 km / s. Cuando disminuya lo suficiente, se desplegarán los paracaídas. En la última fase de la secuencia, se utilizarán cohetes con motores de empuje variable para una mayor desaceleración.
A diferencia de su homólogo estadounidense, el Tianwen-1 utilizará dos tecnologías fiables: un telémetro láser para determinar su posición en relación con el terreno marciano y un sensor de microondas para determinar la velocidad con mayor precisión. Se utilizarán para corregir la navegación durante la fase de descenso en paracaídas. Durante la fase de descenso con alimentación final, las imágenes ópticas y Lidar ayudarán a detectar una amenaza.
Justo antes del aterrizaje, comenzará una secuencia automática de evitación de obstáculos para un aterrizaje suave. Si la misión tiene éxito, China será el primer país en aterrizar el rover en Marte en su primer intento. Unos días después, Zhurong estará listo para explorar la superficie.
Proporcionado por The Conversation
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