LA  CONQUISTA DEL ESPACIO un trabajo de José Oliver Sinca

  MISION: Mars Science Laboratory (Curiosity)

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Jose Oliver ENCICLOPEDIA DE LA ASTRONAUTICA  

GRAN ROVER CON ENERGIA NUCLEAR (DESARROLLO DE LA MISION)

 

IR A DESCRIPCION DE LA MISION

 

23 de mayo de 2018, parece que el invento después de más de un año ha tenido éxito. El pasado día 20 de mayo el rover Curiosity intentó perforar la superficie de Marte, mediante la nueva técnica de hacer fuerza con su propio brazo robotizado, el resultado ha sido un agujero de 50 milímetros de profundidad por 16 de diámetro. Pero lo importante es que ha generado suficiente polvo marciano para ser analizado. Esto no sucedía desde octubre de 2016, cuando el percutor de la broca dejó de funcionar, ha sido en el Sol 2057 que los científicos de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) han respirado aliviados.

Ahora se han puesto manos a la obra para conseguir que pequeñas muestras de ese polvo vayan al interior de al menos dos reactores de la MSL (Mars Science Laboratory), con el fin de analizar su composición. El primero en concursar será el llamado CheMin (Chemistry and Mineralogy), que estudiará esas arcillas que se observan claramente en las imágenes enviadas.

 

17 de mayo de 2018, la prueba para taladrar la roca del pasado mes de febrero no ha dado resultados, nunca se ha podido sacar el suficiente material para que fuera analizado por los reactores químicos de la Curiosity. Por tal motivo los ingenieros de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) se han tenido que poner a trabajar para conseguir que el taladro vuelva a funcionar y con percusión, pues sin ella no es posible tomar la cantidad de muestra necesaria. El próximo sábado día 19 se intentará un nuevo invento para ver si funciona.

"Esta es nuestra próxima gran prueba para restablecer la perforación más cerca de la forma en que funcionaba antes", dijo Steven Lee, subdirector de proyectos de la Curiosity en JPL. "En función de cómo funcione, podemos afinar el proceso, probando cosas como aumentar la cantidad de fuerza que aplicamos durante la perforación".

La estrategia ha consistido en crear prototipos de estos nuevos métodos mientras se desplazan, dijo Lee. Si la perforación de percusión produce una muestra esta semana, el equipo comenzará inmediatamente a probar un nuevo proceso, para entregar esa muestra a los laboratorios internos del rover. Mientras tanto, los ingenieros de JPL continuarán ajustando la técnica de perforación extendida. Al mismo tiempo, están desarrollando nuevas formas de mejorar el rendimiento del taladro.

El rover ha estado avanzando a lo largo de Vera Rubin Ridge hacia una zona cuesta arriba enriquecida con minerales de arcilla, que el equipo científico está ansioso por explorar. En anticipación de poder obtener muestras, Curiosity cambió de dirección a mediados de abril, en dirección a una ubicación justo cuesta abajo de la cresta.

 

22 de marzo de 2018, este mosaico tomado por el rover Curiosity mira cuesta arriba en Mount Sharp. La zona blanqueada artificialmente es un área con rocas portadoras de arcilla que los científicos están ansiosos por explorar. Su estudio podría arrojar luz adicional sobre el papel del agua en la creación de Mount Sharp. El mosaico fue ensamblado a partir de docenas de imágenes tomadas por la cámara Mastcam. La imagen fue tomada en el Sol 1931 en enero. La escena ha sido equilibrada en blanco, por lo que los colores de los materiales de la roca se asemejan a cómo se verían bajo las condiciones de luz diurnas en la Tierra.

Mount Sharp se encuentra en el medio del cráter Gale, que tiene 154 kilómetros de diámetro. Este montículo, que Curiosity ha estado escalando desde 2014, probablemente se formó en presencia de agua en varios puntos del tiempo en la historia antigua de Marte. Eso lo convierte en un lugar ideal para estudiar cómo el agua influyó en la habitabilidad de Marte hace miles de millones de años.

 

En otro orden de cosas, hay que mencionar que el rover Curiosity acaba de alcanzar un nuevo hito: su 2000 día marciano, o Sol, en el planeta rojo.

Curiosity aterrizó en agosto de 2012 y ha recorrido 18.7 kilómetros hasta este momento. En 2013, la misión encontró evidencia de un antiguo entorno de lago de agua dulce que ofrecía todos los ingredientes químicos básicos para la vida microbiana. Desde que llegó a Mount Sharp en 2014, Curiosity ha examinado entornos en los que tanto la agua como el viento han dejado sus marcas. Después de haber estudiado unos 200 metros verticales de roca con signos de lagos y aguas subterráneas, el equipo científico internacional de Curiosity concluyó que las condiciones habitables duraron al menos millones de años.

 

28 de febrero de 2018, después de muchos meses de no poder utilizar el taladro, el taladro fue diseñado para usar dos estabilizadores con forma de dedo, para estabilizarse contra la roca; un motor defectuoso impidió que la broca se extendiera y se replegara entre estos estabilizadores, los técnicos de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) han conseguido que la Curiosity reanude su función de agujerear el suelo de Marte, y por lo tanto volver a tomar muestras del interior de las rocas marcianas.

El rover Curiosity utilizó un nuevo método de perforación para producir un agujero el 26 de febrero en un objetivo llamado Lake Orcadie. El agujero marca la primera operación del taladro del rover, desde que un problema con el motor apareció hace más de un año. Esta prueba  produjo un agujero de aproximadamente un centímetro de profundidad, no lo suficiente para una muestra científica completa, pero lo suficiente para validar que el nuevo método funciona mecánicamente. Esta fue solo la primera de una serie de pruebas para determinar qué tan bien el nuevo método de perforación puede recolectar muestras. Si este ejercicio hubiera alcanzado la profundidad suficiente para recolectar una muestra, el equipo habría comenzado a probar un nuevo proceso de entrega de muestra.

Al dejar el taladro en una posición extendida, los ingenieros pudieron practicar esta perforación a mano alzada durante meses durante las pruebas aquí en la Tierra. Si el método anterior era como una taladradora, manteniendo la broca estable mientras se extiende hacia una superficie, ahora es más a mano alzada. El rover utilizando todo su brazo para empujar la broca hacia delante, recentrándose mientras toma medidas con un sensor de fuerza. Ese sensor se incluyó originalmente para detener el brazo del móvil si recibía una sacudida de alta fuerza. Ahora ofrece a Curiosity un sentido del tacto vital, evitando que la broca se desplace demasiado hacia los lados y se atasque en la roca.

Dejar el taladro en su posición extendida significa que ya no tiene acceso a un dispositivo que tamiza, reparte y entrega el polvo de roca a los instrumentos del rover llamado CHIMRA. En los días venideros, los ingenieros de la Curiosity evaluarán los resultados de esta prueba reciente y es probable que vuelvan a perforar. Si se recoge suficiente muestra, probarán dividir la porción de la muestra, utilizando la MastCam del rover para estimar la cantidad de polvo que se puede sacudir de la broca.

Aunque esta primera prueba del taladro no produjo una muestra completa, el equipo científico de la Curiosity está entusiasmado de ver este paso en el camino de regreso a la perforación de rutina. Existe un gran interés en obtener múltiples muestras perforadas de Vera Rubin Ridge, especialmente desde la cresta superior que contiene rocas grises y rojas. Estos últimos son ricos en hematita, un mineral de óxido de hierro que se forma en presencia de agua. Las muestras perforadas pueden arrojar luz sobre el origen de la cresta y la historia de su interacción con el agua.

 

8 de febrero de 2018, diminutos y oscuros bultos en forma de estrella y cola de golondrina en el lecho rocoso de fina capa de una cresta marciana, están siendo inspeccionados de cerca por el rover Curiosity. Este conjunto de formas parece familiar a los geólogos, que han estudiado cristales de yeso formados en los lagos de desecación en la Tierra, pero el equipo científico de Curiosity está considerando múltiples posibilidades, para el origen de estas características en "Vera Rubin Ridge" en Marte.

Una incertidumbre que la inspección del rover puede resolver es el momento en que se formaron las características en forma de cristales, en relación a cuando las capas de sedimentos se acumularon a su alrededor. Otro es si el mineral original que cristalizó en estas formas, permanece en ellos o si posteriormente fue disuelto y reemplazado por otra cosa. Las respuestas pueden indicar evidencia de un lago de secado o de agua subterránea que fluyó a través del sedimento después de que se convirtió en roca.

El equipo condujo el rover a un sitio llamado "Jura" a mediados de enero para examinar un área donde, incluso en las imágenes de la órbita, el lecho rocoso es notablemente pálido y gris, en comparación con el lecho rocoso rojo que contiene hematita, que forma la mayor parte Vera Rubin Ridge. Las características son del tamaño de una semilla de sésamo. Algunos son cristales alargados individuales. Comúnmente, dos o más se unen en forma de "cola de golondrina" en forma de V o configuraciones más complejas de "pie de alondra" o estrella. "Estas formas son características de los cristales de yeso", dijo Sanjeev Gupta, un miembro del equipo científico de Curiosity en el Imperial College de Londres, que ha estudiado tales cristales en las rocas de Escocia. El yeso es una forma de sulfato de calcio. "Se pueden formar cuando las sales se concentran en el agua, como en un lago que se evapora.

Algunos tipos de rocas examinadas en el área de Jura tienen vetas minerales de dos tonos, que se formaron después de que los sedimentos del lago se hubieran endurecido y convertido en roca. Las porciones más brillantes contienen sulfato de calcio; las porciones más oscuras contienen más hierro. Algunas de las características en forma de cristales de yeso parecen más oscuras que el yeso, están enriquecidas en hierro o están vacías. Estas son pistas de que el material de cristalización original puede haber sido reemplazado o eliminado, por los efectos posteriores del agua subterránea.

"Hasta ahora en esta misión, la mayoría de la evidencia que hemos visto sobre los lagos antiguos en el cráter Gale ha sido para agua relativamente fresca y no salada", dijo Ashwin Vasavada de la JPL (Jet Propulsion Laboratory). "Si comenzamos a ver que los lagos se vuelven más salados con el tiempo, eso nos ayudaría a comprender cómo cambió el entorno en Gale, y es consecuente con un patrón general que el agua en Marte se volvió más escasa con el tiempo".

Tal cambio podría ser como la diferencia entre los lagos de montaña de agua dulce, reabastecidos a menudo con nieve derretida que mantiene las sales diluidas, y lagos salados en los desiertos, donde el agua se evapora más rápido de lo que se reemplaza. Si los cristales se formaron dentro de la roca endurecida mucho más tarde, en lugar de en un lago que se evapora, ofrecen evidencia sobre la química de un ambiente subterráneo húmedo.

Las variaciones en el contenido de hierro en las venas, las características más pequeñas y la roca madre circundante, podrían proporcionar pistas sobre las condiciones favorables para la vida microbiana. Los óxidos de hierro varían en su solubilidad en agua, y los tipos más oxidados generalmente tienen menos probabilidades de disolverse y transportarse. Un entorno con un rango de estados de oxidación puede proporcionar un gradiente de energía similar a una batería explotable por algunos tipos de microbios.

En la zona superior de Vera Rubin Ridge se ven indicios de que había fluidos que transportaban hierro y, a través de algún mecanismo, el hierro precipitó. Ha habido un cambio en la química de fluidos que podría ser significativo para la habitabilidad.

 

30 de enero de 2018, una imagen panorámica que ha tomado el rover Curiosity desde una cresta montañosa, ofrece una vista panorámica de los sitios clave visitados desde el aterrizaje del vehículo en 2012, con sus imponentes alrededores. La vista desde "Vera Rubin Ridge" en el flanco norte de Mount Sharp abarca gran parte de la ruta de 18 kilómetros que el rover ha conducido desde su lugar de aterrizaje, todo dentro de cráter Gale. Una colina en el horizonte norte está a unos 85 kilómetros de distancia, bien fuera del cráter, aunque la mayor parte del horizonte de la escena es el borde norte del cráter, aproximadamente un tercio de esa distancia o 2 kilómetros, lugar donde aterrizó Curiosity.

La semana pasada, el equipo de Curiosity en la Tierra recibió nuevas imágenes del rover a través de una acción de repetidor récord por el orbitador MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), superando un gigabit de datos durante una sola sesión de envío de datos desde Marte por primera vez en la historia.

La imagen de contexto muestra la porción noroeste del Cráter Gale y su terreno al norte, y ha sido tomada desde la órbita marciana por la nave MarsExpress del ESA (Agencia Espacial Europea), proporciona un mapa localizador de algunas características visibles de las panorámicas obtenidas por el rover Curiosity. Una estrella azul marca el sitio de aterrizaje del rover, en la superficie del cráter Gale cerca de la base del Monte Sharp. Esa montaña estratificada ocupa el centro del cráter. La línea negra indica el recorrido de la travesía del rover desde su aterrizaje en agosto de 2012 hasta aproximadamente la ubicación en el bajo Mount Sharp, donde se adquirió el panorama. El norte está arriba, esa imagen de contexto fue adquirida por la HRSC (High/Super Resolution Stereo Colour Imager) de la MarsExpress.

"A pesar de que Curiosity ha estado subiendo constantemente durante cinco años, esta es la primera vez que podemos mirar hacia atrás y ver toda la misión debajo de nosotros", dijo el científico del proyecto Curiosity Ashwin Vasavada de la JPL. "Desde nuestra posición en Vera Rubin Ridge, las vastas llanuras del suelo del cráter se extienden hasta la espectacular cadena montañosa que forma el borde norte del cráter Gale". El rover fotografió la escena poco antes del solsticio de invierno del norte de Marte, una temporada de cielos despejados, obteniendo una vista nítida de los detalles distantes.

El sitio desde el que se tomaron estas imágenes se encuentra a 327 metros de altura sobre el lugar de aterrizaje de Curiosity, era el 25 de octubre de 2017. Desde que salió de ese sitio, el rover ha escalado otros 26 metros de altura. En los últimos días, MastCam ha grabado imágenes de componentes para un panorama que mira cuesta arriba hacia el sur, hacia la próxima área de destino principal de la misión. Eso se llama la "Unidad de arcilla" porque las observaciones desde la órbita detectaron minerales de arcilla allí.

El equipo del rover tiene la intención de poner el taladro de Curiosity a trabajar en Vera Rubin Ridge antes de pasar a la Unidad de Arcilla. Reanudar el uso del taladro requiere una solución emprendedora, para un problema mecánico que apareció a finales de 2016 y que provocó la suspensión de su uso. Un motor dentro del taladro que avanza la broca en relación con los puntos del estabilizador ya no funciona de manera fiable. La solución que se evalúa a fondo en un rover de prueba en el JPL no utiliza los puntos del estabilizador. Mueve todo el taladro hacia adelante, con la broca extendida, por el movimiento del brazo robótico. 

 

15 de enero de 2018, al ver en qué dirección sopla el viento, un experto en dinámica de fluidos de la Universidad de Texas ha ayudado a proponer una solución al misterio de la montaña marciana. El Dr. William Anderson, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Erik Jonsson, es coautor de un artículo publicado en la revista Physical Review E, que explica el fenómeno común marciano de una montaña situada a sotavento desde el centro de una zona de impacto de meteoritos antiguos. La coautora de Anderson, Dra. Mackenzie Day, trabajó en el proyecto como parte de su investigación doctoral en la Universidad de Texas en Austin, donde obtuvo su doctorado en geología en mayo de 2017.

El cráter Gale se formó por el impacto del meteorito al principio de la historia de Marte, y posteriormente se llenó con sedimentos transportados por el agua que fluía. Este llenado precedió al cambio climático masivo en el planeta, que introdujo las condiciones áridas y polvorientas que han prevalecido en los últimos 3.500 millones de años. Esta cronología indica que el viento debe haber desempeñado un papel en esculpir la montaña. El cráter Gale es el lugar de descenso del rover Curiosity desde agosto de 2012.

"Esto convierte a Marte en un laboratorio planetario ideal para la morfodinámica eólica, movimiento de sedimentos y polvo impulsado por el viento. Estamos estudiando cómo la atmósfera arremolinada de Marte esculpió su superficie", ha dicho Anderson. Los vórtices de viento que soplan a través del cráter formaron lentamente un foso radial en el sedimento, dejando finalmente solo el Mount Sharp fuera del centro, un pico de 5 kilómetros de altura similar al borde del cráter. La montaña estaba inclinada hacia un lado del cráter porque el viento excavaba un lado más rápido que el otro, sugiere la investigación.

La teoría que Anderson y Day probaron mediante simulaciones computarizadas, involucra vórtices contrarrotativos, como los polvos del diablo horizontales, girando en espiral alrededor del cráter, para desenterrar los sedimentos que habían llenado el cráter en una época más cálida, cuando el agua fluía en Marte. "Estas espirales helicoidales son impulsadas por los vientos en el cráter, y creemos que fueron las principales en batir el seco paisaje marciano y gradualmente sacar el sedimento de los cráteres, dejando atrás estos montículos descentrados", dijo Anderson.

Las simulaciones han demostrado que la erosión del viento podría explicar estas características geográficas que ofrecen una visión del lejano pasado de Marte, así como el contexto de las muestras recogidas por Curiosity.  

 

1 de noviembre de 2017, las capacidades de discernimiento de color que el rover Curiosity de la NASA ha estado utilizando en Marte desde 2012 están demostrando ser particularmente útiles en una cresta montañosa que el rover está escalando.

Estas capacidades van más allá de las miles de imágenes a todo color que la Curiosity toma cada año: el rover puede mirar a Marte con filtros especiales útiles para identificar algunos minerales, y también con un espectrómetro que ordena la luz en miles de longitudes de onda, más allá de los colores de luz visible en infrarrojo y ultravioleta. Estas observaciones ayudan a las decisiones sobre dónde conducir y las investigaciones de los objetivos elegidos.

Cada uno de los dos ojos de la MastCam, un teleobjetivo y un ángulo más amplio, tiene varios filtros científicos que se pueden cambiar de una imagen a la siguiente para evaluar la brillantez con que una roca refleja la luz de colores específicos. Por diseño, algunos de los filtros son para longitudes de onda de diagnóstico que ciertos minerales absorben, en lugar de reflejar. La hematita, un mineral de óxido de hierro detectable con los filtros científicos de MastCam, es un mineral de gran interés ya que el explorador examina "Vera Rubin Ridge".

El ChemCam de Curiosity es mejor conocido por zapear rocas con un láser para identificar elementos químicos en ellas, pero también puede examinar objetivos cercanos y lejanos sin usar el láser. Lo hace midiendo la luz solar reflejada por los objetivos en miles de longitudes de onda. Algunos patrones en estos datos espectrales pueden identificar hematita u otros minerales. La hematita se produce a tamaños de grano suficientemente pequeños en las rocas que se encuentran en esta parte de Marte para absorber preferentemente algunas longitudes de onda de luz verde. Esto le da un tono violáceo en las imágenes de color estándar de Curiosity, debido a la mayor reflexión de la luz más roja y más azul que el reflejo de las longitudes de onda verdes. Las capacidades adicionales de discernimiento del color de MastCam y ChemCam muestran la hematita con mayor claridad.

Por ejemplo, un panorama de falso color del 12 de septiembre que combina imágenes MastCam tomadas a través de tres filtros especiales proporcionó un mapa de dónde se podía ver hematita en una región a pocos días de distancia. La hematita es más evidente en las zonas alrededor de la roca madre fracturada. El equipo llevó a Curiosity a un sitio en esa escena para verificar el posible vínculo entre las zonas de fractura y la hematita. La investigación con MastCam, ChemCam y otras herramientas, incluyendo una cámara y un cepillo en el brazo del vehículo, revelaron que la hematita también se encuentra en la roca más lejos de las fracturas, una vez que una capa oscura de polvo marrón se retira. El polvo no cubre la roca fracturada tan completamente.

 

24 de octubre de 2017, El equipo de la Curiosity, está trabajando para restaurar la capacidad de perforación de muestras de Curiosity utilizando nuevas técnicas. El último desarrollo es una prueba preparatoria en Marte.

La misión de cinco años todavía está a varios meses de la pronta reanudación de la perforación en las rocas marcianas. Los gerentes están entusiasmados con las exitosas pruebas de técnicas basadas en la Tierra para solucionar un problema mecánico que apareció a fines del año pasado y suspendieron el uso del taladro del rover. La Curiosity llevó su taladro hasta el suelo el 17 de octubre por primera vez en 10 meses. Presionó la broca hacia abajo y luego aplicó fuerzas laterales menores mientras tomaba medidas con un sensor de fuerza. "Esta es la primera vez que colocamos la broca directamente en una roca marciana sin estabilizadores", dijo Douglas Klein de la JPL (Jet Propulsion Laboratory), ingeniero en jefe para el desarrollo de retorno de la misión a la perforación. "La prueba es para obtener una mejor comprensión de cómo el sensor de fuerza / par en el brazo proporciona información sobre las fuerzas laterales".

Curiosity ha utilizado su taladro para adquirir muestras de material de rocas marcianas 15 veces hasta el momento, de 2013 a 2016. Recogió muestras de roca en polvo que se entregaron a los instrumentos de laboratorio dentro del rover. En cada una de esas ocasiones, se colocaron dos postes de contacto, los estabilizadores a cada lado de la barrena, mientras la broca se encontraba en una posición retraída. Luego, un mecanismo de alimentación motorizado dentro del taladro extendió la broca hacia adelante, y la rotación del bit y las acciones de percusión penetraron en la roca. El mecanismo de alimentación del taladro dejó de funcionar de manera confiable en diciembre de 2016. Después de explorar las posibilidades de restablecer la confiabilidad del mecanismo de alimentación o usarlo a pesar de la falta de fiabilidad, el proyecto estableció una prioridad para desarrollar un método alternativo de perforación sin usar el mecanismo de alimentación. La alternativa prometedora utiliza el movimiento del brazo robótico para avanzar directamente la broca extendida hacia una roca.

La ubicación actual del rover está en "Vera Rubin Ridge" en el Mount Sharp. La Curiosity se acerca a la cima de la cresta de 20 pisos de altura. Se ha estado estudiando la extensión y distribución de la hematita mineral de óxido de hierro en las rocas que conforman la cresta resistente a la erosión.