LA  CONQUISTA DEL ESPACIO un trabajo de José Oliver Sinca

  MISION: InSight (Interior Exploration Using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)

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INSIGHT, ESTUDIARA LAS ENTRAÑAS DE MARTE (DESARROLLO DE LA MISION)

 

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22 de julio de 2021, tres artículos publicados hoy comparten nuevos detalles sobre la corteza, el manto y el núcleo fundido del planeta rojo. Antes de que la nave espacial InSight aterrizara en Marte en 2018, los rovers y orbitadores que estudiaban el planeta rojo se concentraron en su superficie. El sismómetro del módulo de aterrizaje estacionario ha cambiado eso, revelando detalles sobre el interior profundo del planeta por primera vez.

Hoy se publicaron en Science tres artículos basados ​​en los datos del sismómetro, que brindan detalles sobre la profundidad y composición de la corteza, el manto y el núcleo de Marte, incluida la confirmación de que el centro del planeta está fundido. El núcleo externo de la Tierra está fundido, mientras que su núcleo interno es sólido; Los científicos continuarán utilizando los datos de InSight para determinar si lo mismo es válido para Marte.

El sismómetro de InSight, llamado Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), ha registrado 733 marsquakes distintos. Aproximadamente 35 de ellos, todos entre magnitudes 3.0 y 4.0, proporcionaron los datos para los tres artículos. El sismómetro ultrasensible permite a los científicos "escuchar" eventos sísmicos desde cientos a miles de kilómetros de distancia. Al igual que la Tierra, Marte se calentó a medida que se formaba a partir del polvo y grandes grupos de material meteorítico que orbitaban alrededor del Sol y que ayudaron a dar forma a nuestro Sistema Solar primitivo. Durante las primeras decenas de millones de años, el planeta se separó en tres capas distintas: la corteza, el manto y el núcleo, en un proceso llamado diferenciación. Parte de la misión de InSight era medir la profundidad, el tamaño y la estructura de estas tres capas.

Cada uno de los artículos de Science se centra en una capa diferente. Los científicos encontraron que la corteza era más delgada de lo esperado y puede tener dos o incluso tres subcapas. Tiene una profundidad de hasta 20 kilómetros si hay dos subcapas, o 37 kilómetros si hay tres. Debajo está el manto, que se extiende a 1,560 kilómetros por debajo de la superficie.

En el corazón de Marte se encuentra el núcleo, que tiene un radio de 1.830 kilómetros. Confirmar el tamaño del núcleo fundido fue especialmente emocionante para el equipo. "Este estudio es una oportunidad única en la vida", dijo Simon Stähler de la universidad de investigación suiza ETH Zurich, autor principal del artículo principal. “A los científicos les llevó cientos de años medir el núcleo de la Tierra; después de las misiones Apolo, les tomó 40 años medir el núcleo de la Luna. InSight tardó solo dos años en medir el núcleo de Marte".

Los terremotos que la mayoría de la gente siente provienen de fallas causadas por el desplazamiento de placas tectónicas. A diferencia de la Tierra, Marte no tiene placas tectónicas; su corteza es, en cambio, como un plato gigante. Pero aún se forman fallas, o fracturas de rocas, en la corteza marciana debido a las tensiones causadas por la ligera contracción del planeta a medida que continúa enfriándose. Los científicos de InSight pasan gran parte de su tiempo buscando ráfagas de vibración en sismogramas, donde el más mínimo movimiento en una línea puede representar un terremoto o, para el caso, ruido creado por el viento. Si los movimientos del sismograma siguen ciertos patrones conocidos (y si el viento no sopla al mismo tiempo), existe la posibilidad de que se trate de un terremoto.

"La formación de capas dentro de la corteza es algo que vemos todo el tiempo en la Tierra", dijo Brigitte Knapmeyer-Endrun de la Universidad de Colonia, autora principal del artículo sobre la corteza. "Los movimientos de un sismograma pueden revelar propiedades como un cambio en la porosidad o una capa más fracturada". Una sorpresa es que todos los terremotos más importantes de InSight parecen haber venido de un área, Cerberus Fossae, una región lo suficientemente activa volcánicamente como para que la lava haya fluido allí en los últimos millones de años. Las naves espaciales en órbita han detectado las huellas de rocas que pueden haber rodado por pendientes empinadas después de ser sacudidas por los marsquakes.

Curiosamente, no se han detectado terremotos en regiones volcánicas más prominentes, como Tharsis, hogar de tres de los volcanes más grandes de Marte. Pero es posible que estén ocurriendo muchos terremotos, incluidos los más grandes, que InSight no puede detectar. Eso se debe a las zonas de sombra causadas por el núcleo que refracta las ondas sísmicas lejos de ciertas áreas, lo que evita que el eco de un terremoto llegue a InSight.

Estos resultados son solo el comienzo. Los científicos ahora tienen datos sólidos para refinar sus modelos de Marte y su formación, y SEIS detecta nuevos terremotos todos los días. Mientras se gestiona el nivel de energía de InSight, su sismómetro todavía está escuchando y los científicos tienen la esperanza de detectar un terremoto mayor que 4.0. "Todavía nos encantaría ver el más grande(big one)", dijo Mark Panning de JPL, coautor principal del artículo sobre la corteza. “Tenemos que hacer un gran procesamiento cuidadoso para extraer las cosas que queremos de estos datos. Tener un evento más grande facilitaría todo esto".

 

28 de junio de 2021, sin un torbellino fortuito para limpiar el polvo de sus paneles solares, el módulo de aterrizaje InSight de la NASA podría terminar su misión en Marte en un año debido a la caída de los niveles de energía, dijo la semana pasada el científico jefe del proyecto. "Tenemos una misión extendida de dos años que debería llevarnos hasta el final del año 2022, si podemos permanecer con vida tanto tiempo en Marte", dijo Bruce Banerdt, investigador principal de InSight.

Banerdt dijo que la nave espacial está "experimentando algunos problemas de energía solar bastante graves" después de que el polvo se acumulara en los paneles solares. La crisis de la energía solar está "limitando nuestra capacidad para tomar medidas científicas y es probable que eventualmente provoque el final de la misión", dijo. Banerdt adelantó que los dos paneles solares en forma de abanico del módulo de aterrizaje InSight funcionan actualmente con solo un 20% de eficiencia.

Marte se está acercando al afelio el 12 de julio, el punto de su órbita donde está más alejado del Sol. Es entonces cuando los paneles solares de InSight recibirán la mínima energía del Sol y las temperaturas en el lugar de aterrizaje de la nave espacial estarán cerca de su nivel más bajo. Los equipos de tierra de JPL han logrado mantener en funcionamiento el sismómetro de InSight a medida que los niveles de potencia del módulo de aterrizaje han disminuido. Durante un tiempo, los científicos esperaban que toda la carga científica del módulo de aterrizaje tuviera que apagarse durante seis meses.

El equipo de tierra de InSight ideó un método novedoso para ayudar a limpiar parte del polvo de los paneles solares de la nave. Usando la pala en el extremo del brazo robótico del módulo de aterrizaje, los controladores recolectaron arena de la superficie marciana y rociaron los granos justo contra el viento de los paneles solares. "Creemos que estamos entendiendo mejor cómo hacer esta operación", dijo Banerdt. “Es posible que podamos intentarlo de nuevo antes de que la energía disminuya hasta el punto en que no podamos usar nuestro brazo robótico. Pero al menos eso nos da un poco de espacio para pensar que no teníamos antes".

A medida que Marte comience a viajar más cerca del Sol, más energía solar debería permitir que InSight comience a generar más electricidad. Pero la mejora puede ser solo temporal hasta que comience la temporada de tormentas de polvo el próximo año. En algún momento durante la mitad del próximo año, alrededor de marzo/abril de 2022, la energía comienza a disminuir con bastante rapidez nuevamente debido a la confluencia de una mayor acumulación de polvo, debido a una atmósfera más polvorienta y la geometría orbital de Marte.

El sismómetro francés de InSight ha registrado 630 eventos sísmicos hasta la fecha, según Banerdt. Los científicos confirmaron que InSight realizó la primera detección de un "marsquake" a principios de 2019. Otros 106 han observado claramente señales sísmicas y fases, pero sin polarización. Prácticamente todos ellos han sido confirmados como verdaderos terremotos tectónicos.

A pesar de los problemas de los instrumentos y la disminución de la generación de energía, que se esperaba, Banerdt dijo que InSight ha sido un éxito. La misión fue la primera en detectar terremotos, lo que arrojó información sobre el interior de Marte que ayudará a los científicos a trazar la evolución de Marte y comparar la evolución del planeta con la de la Tierra.

 

4 de junio de 2021, para limpiar un poco de polvo de uno de sus paneles solares, el módulo de aterrizaje InSight de la NASA dejó caer arena sobre el panel. Luego, los granos de arena transportados por el viento recogieron algo de polvo del panel, lo que permitió que el módulo de aterrizaje ganara aproximadamente 30 vatios-hora de energía por sol el 22 de mayo de 2021, el 884º día marciano de la misión. El equipo detrás del módulo de aterrizaje InSight ha ideado una forma innovadora de aumentar la energía de la nave espacial en un momento en que sus niveles de potencia han estado cayendo.

Marte se acerca al afelio, su punto más alejado del Sol. Eso significa que llega menos luz solar a los paneles solares cubiertos de polvo de la nave, lo que reduce su producción de energía. El equipo había planeado esto antes de la extensión de la misión de dos años de InSight. Han diseñado la misión para que funcione sin instrumentos científicos durante los próximos meses antes de reanudar las operaciones científicas a finales de este año. Durante este período, InSight reservará energía para sus calentadores, computadora y otros componentes clave.

El aumento de potencia debería retrasar el apagado de los instrumentos unas semanas, ganando un tiempo precioso para recopilar datos científicos adicionales. El equipo intentará limpiar un poco más de polvo del mismo panel solar este sábado 5 de junio.

El equipo de InSight ha estado pensando en formas de intentar limpiar el polvo de sus paneles solares durante casi un año. Por ejemplo, intentaron pulsar los motores de despliegue de los paneles solares (que se utilizaron por última vez cuando InSight abrió sus paneles solares después del aterrizaje) para sacudir el polvo, pero no tuvieron éxito. Más recientemente, varios miembros del equipo científico comenzaron a aplicar la técnica contraria a la intuición de escurrir arena cerca de los paneles, pero no directamente encima de ellos. Matt Golombek, miembro del equipo científico de InSight en la JPL, que administra la misión, señaló que podría ser posible arrojar polvo en los paneles con granos de arena que se "saltan" de la superficie del panel y por el aire en el viento. Los granos más grandes podrían llevarse las partículas de polvo más pequeñas con el viento.

Para probar la técnica, el equipo utilizó la pala en el brazo robótico de InSight para hacer escurrir arena junto a los paneles solares el 22 de mayo, alrededor del mediodía, hora de Marte, la hora más ventosa. Fue más fácil para el brazo de InSight colocarse sobre la plataforma del módulo de aterrizaje, lo suficientemente alto como para que los vientos sople arena sobre los paneles. Efectivamente, con vientos que soplan hacia el noroeste a un máximo de 6 m/s, el goteo de arena coincidió con un golpe instantáneo en la potencia general de la nave espacial.

Sin embargo, como mostraron los rovers Spirit y Opportunity, las ráfagas y los torbellinos pueden limpiar los paneles solares con el tiempo. En el caso de InSight, los sensores meteorológicos de la nave espacial han detectado muchos torbellinos que pasan, pero ninguno ha limpiado el polvo.

Para agosto, a medida que Marte se mueva en su órbita más cerca del Sol, los paneles solares de InSight deberían poder recolectar más energía, lo que permitirá al equipo volver a encender los instrumentos científicos. Dependiendo de la energía disponible, pueden comenzar encendiendo algunos por períodos cortos en momentos clave durante el día, como lo han estado haciendo para ahorrar energía.

Ya sea que los instrumentos estén encendidos o apagados, las operaciones de InSight se detendrán nuevamente alrededor del 7 de octubre, cuando Marte y la Tierra estarán en lados opuestos del Sol. Conocido como Conjunción Solar de Marte, este período ocurre cada dos años. Debido a que el plasma del Sol puede interrumpir las señales de radio enviadas a las naves espaciales en ese momento, todas las misiones a Marte de la NASA se volverán más pasivas y continuarán registrando datos y enviando actualizaciones a los ingenieros en la Tierra, aunque no se les enviarán nuevos comandos. La moratoria sobre los comandos de Marte durará varias semanas hasta finales de octubre.

 

2 de abril de 2021, el módulo de aterrizaje InSight usó una pala en su brazo robótico para comenzar a dejar caer tierra sobre el cable que conecta su sismómetro a la nave espacial el 14 de marzo de 2021, el 816º día marciano, o sol de la misión. Los científicos esperan que aislarlo del viento facilite la detección de martemotos.

En esta faceta de la nave de descenso hay que mencionar que InSight ha detectado dos terremotos fuertes y claros que se originan en una ubicación de Marte llamada Cerberus Fossae, el mismo lugar donde se vieron dos terremotos fuertes anteriormente en la misión. Los nuevos terremotos tienen magnitudes de 3.3 y 3.1; los terremotos anteriores fueron de magnitud 3,6 y 3,5. InSight ha registrado más de 500 terremotos hasta la fecha, pero debido a sus señales claras, estos son cuatro de los mejores registros de terremotos para sondear el interior del planeta. Los terremotos del 7 y 18 de marzo añaden peso a la idea de que Cerberus Fossae es un centro de actividad sísmica.

“En el transcurso de la misión, hemos visto dos tipos diferentes de marsquakes: uno que es más 'parecido a la Luna' y el otro, más 'parecido a la Tierra'”, dijo Taichi Kawamura del Institut de Physique du Globe de Francia. Paris, que ayudó a proporcionar el sismómetro de InSight y distribuye sus datos junto con la universidad de investigación suiza ETH Zurich. Las ondas de los terremotos viajan más directamente a través del planeta, mientras que las de los terremotos lunares tienden a estar muy dispersas; marsquakes caen en algún punto intermedio. "Curiosamente", continuó Kawamura, "estos cuatro terremotos más grandes, que provienen de Cerberus Fossae, son 'similares a la Tierra'".

Los nuevos terremotos tienen algo más en común con los principales eventos sísmicos anteriores de InSight, que ocurrieron hace casi un año marciano completo (dos años terrestres): ocurrieron en el verano del norte de Marte. Los científicos habían predicho que este sería nuevamente un momento ideal para escuchar los terremotos porque los vientos se volverían más tranquilos. El sismómetro, llamado Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), es lo suficientemente sensible que, incluso cuando está cubierto por un escudo en forma de cúpula para bloquearlo del viento y evitar que se enfríe demasiado, el viento aún causa suficiente vibración para oscurecer algunos marsquakes. Durante la última temporada de invierno en el norte, InSight no pudo detectar ningún terremoto. "Es maravilloso volver a observar los marsquake después de un largo período de registro del ruido del viento", dijo John Clinton, un sismólogo que dirige el Marsquake Service de InSight en ETH Zurich. “Un año después de Marte, ahora somos mucho más rápidos en caracterizar la actividad sísmica en el planeta rojo”.

Puede que los vientos se hayan calmado, pero los científicos aún esperan mejorar más su capacidad de "escuchar". Las temperaturas cerca del módulo de aterrizaje InSight pueden oscilar desde casi menos -100ºC por la noche a 0ºC durante el día. Estas variaciones extremas de temperatura pueden estar causando que el cable que conecta el sismómetro al módulo de aterrizaje se expanda y contraiga, lo que resulta en estallidos y picos en los datos.

Entonces, el equipo de la misión ha comenzado a intentar aislar parcialmente el cable del clima. Comenzaron usando la pala en el extremo del brazo robótico de InSight para dejar caer tierra sobre el escudo térmico y contra el viento en forma de cúpula, lo que permite que gotee sobre el cable. Eso permite que el suelo se acerque lo más posible al escudo sin interferir con el sello del escudo con el suelo. Enterrar la atadura sísmica es, de hecho, uno de los objetivos de la siguiente fase de la misión, que la NASA extendió recientemente por dos años, hasta diciembre de 2022.

A pesar de los vientos que han estado sacudiendo el sismómetro, los paneles solares de InSight permanecen cubiertos de polvo y la energía disminuye a medida que Marte se aleja del Sol. Se espera que los niveles de energía mejoren después de julio, cuando el planeta comience a acercarse nuevamente al Sol. Hasta entonces, la misión apagará sucesivamente los instrumentos del módulo de aterrizaje para que InSight pueda hibernar, despertando periódicamente para comprobar su estado y comunicarse con la Tierra. El equipo espera mantener el sismómetro encendido durante uno o dos meses más antes de que tenga que ser apagado temporalmente.

 

23 de marzo de 2021, el módulo de aterrizaje InSight de la NASA ha pasado más de un año marciano completo estacionado en el planeta rojo, y los científicos están satisfechos con las observaciones de la nave espacial hasta la fecha, a pesar de los desafíos que ha planteado Marte. Aunque la llegada segura del rover Perseverance el mes pasado ha captado una gran cantidad de atención, vale la pena recordar que la agencia tiene otros dos robots operando con éxito en Marte: el rover Curiosity y el módulo de aterrizaje InSight.

"Hemos cumplido nuestros objetivos científicos sobre la estructura interior, hemos mirado desde la corteza hasta el núcleo y hemos medido nuestra sismicidad marciana", dijo Mark Panning, científico del proyecto de InSight en la JPL. Durante una presentación en vivo el miércoles (17 de marzo) en la 52ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria (LPSC), que se celebró prácticamente la semana pasada. "Solo te estoy dando la vista de la superficie más simple".

El módulo de aterrizaje InSight de 850 millones de $ aterrizó en Marte en noviembre de 2018 para una misión diseñada para ayudar a los científicos a comprender el interior del planeta. El módulo de aterrizaje estaba equipado para realizar tres experimentos diferentes: uno centrado en la transferencia de calor, otro en ondas sísmicas y otro en medir los detalles precisos del giro del planeta.

Marte no ha cooperado con el primer experimento. La sonda de calor autoperforante de InSight, o "topo", que estaba destinada a enterrarse hasta 5 metros, nunca podría excavar más profundamente que su propia longitud. (Panning notó, sin embargo, que el instrumento está recopilando datos de calor para esa sección mucho menos profunda de la corteza).

El sismómetro de InSight fue diseñado para explorar la estructura interna del planeta al sentir las ondas sísmicas que rebotan a través y entre las capas de Marte. El instrumento había detectado alrededor de 500 eventos hasta el 1 de marzo, según el investigador principal del instrumento, Philippe Lognonné, geofísico del Instituto de Física de la Tierra de París en Francia.

El tercer experimento utiliza técnicas de radiociéncia para rastrear la ubicación precisa del módulo de aterrizaje en el espacio. Dado que InSight, a diferencia de Perseverance y los otros rovers de la NASA, no se mueve a lo largo de la superficie, esos datos les dicen a los científicos cómo se está moviendo el planeta, permitiéndoles rastrear las pequeñas oscilaciones de su eje de rotación. Esos bamboleos hasta la fecha sugieren que el núcleo de Marte es líquido, como la capa exterior del núcleo de la Tierra, dijo Panning.

Los científicos también están utilizando estas observaciones para calcular el tamaño del núcleo, con las mejores estimaciones actuales que van desde 1.780 a 2.080 kilómetros de ancho. Una segunda estimación de la misma medición producida por los datos recopilados por el sismómetro de InSight ofrece un rango más estrecho pero complementario, de 1.810 a 1.860 km, aunque esta estimación tampoco es definitiva, dijo el autor principal Simon Stähler, sismólogo de la Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich. "Esa es una estimación preliminar que no es algo sobre lo que deba construir su propio modelado interior, pero al menos es donde estamos aterrizando", dijo. "Y eso es consistente con, si es en el límite superior de, las estimaciones previas a la misión". Stähler también señaló que hasta principios de este siglo, los científicos pensaban que el núcleo de Marte estaba más cerca de 1.500 km de ancho.

Esa estimación del núcleo se basa en mediciones de la actividad sísmica a cierta distancia del módulo de aterrizaje, con las ondas sísmicas rebotando hasta el instrumento de InSight desde el límite donde se encuentran el núcleo y el manto. Sin embargo, al equipo le gustaría recibir observaciones de 10 de esos terremotos, dijo Stähler. En este momento, InSight solo ha confirmado tres de tales señales, aunque ocho candidatos más podrían unirse al conjunto de datos.

Más cerca de la superficie, los científicos todavía están desconcertados sobre lo que dicen las observaciones del sismómetro sobre el interior de Marte. Dos modelos diferentes coinciden con los datos que ha recopilado el instrumento; un modelo propone una corteza más delgada con dos capas, el otro una corteza más gruesa con tres capas, dijo Mark Wieczorek, un sismólogo del Observatoire de la Côte d’Azur en Francia. Él y sus colegas esperan que las observaciones que recopile InSight durante su misión extendida aclaren el asunto.

 

14 de febrero de 2021, el módulo de aterrizaje InSight de la NASA recibió recientemente una extensión de la misión por otros dos años, lo que le da tiempo para detectar más terremotos, remolinos de polvo y otros fenómenos en la superficie de Marte. Si bien el equipo de la misión planea continuar recopilando datos hasta bien entrado el 2022, el creciente polvo de los paneles solares de la nave espacial y el inicio del invierno marciano llevaron a la decisión de conservar energía y limitar temporalmente el funcionamiento de sus instrumentos.

InSight fue diseñado para ser duradero: el módulo de aterrizaje estacionario está equipado con paneles solares, cada uno de los cuales mide 2 metros de ancho. El diseño de InSight se basó en el de los rovers Spirit y Opportunity con energía solar, con la expectativa de que los paneles reducirían gradualmente su potencia de salida a medida que el polvo se asentara sobre ellos, pero tendrían una salida amplia para durar hasta la misión principal de dos años (completada en Noviembre de 2020). Además, el equipo de InSight eligió un lugar de aterrizaje en Elysium Planitia, una llanura azotada por el viento en el ecuador del planeta rojo que recibe mucha luz solar. Se esperaba que los remolinos de polvo que pasaran limpiaran los paneles, lo que sucedió muchas veces con Spirit y Opportunity, permitiéndoles durar años más allá de su vida útil de diseño.

Pero a pesar de que InSight detectó cientos de remolinos de polvo que pasaban, ninguno ha estado lo suficientemente cerca para limpiar esos paneles del tamaño de una mesa de comedor desde que se desplegaron en Marte en noviembre de 2018. Hoy, los paneles solares de InSight están produciendo solo el 27% de su capacidad libre de polvo. Ese poder tiene que ser compartido entre instrumentos científicos, un brazo robótico, la radio de la nave espacial y una variedad de calentadores que mantienen todo en funcionamiento a pesar de las temperaturas bajo cero. Dado que acaba de terminar la temporada más ventosa del año marciano, el equipo no cuenta con un evento de limpieza en los próximos meses.

Marte se está moviendo actualmente hacia lo que se llama afelio, el punto de su órbita cuando está más lejos del Sol. Eso significa que la ya débil luz solar en la superficie marciana se está volviendo aún más débil, reduciendo la energía cuando InSight más necesita sus calentadores para mantenerse vivo. Marte comenzará a acercarse al Sol nuevamente en julio de 2021, después de lo cual el equipo comenzará a reanudar las operaciones científicas completas.

“La cantidad de energía disponible durante los próximos meses dependerá realmente del clima”, dijo el gerente de proyecto de InSight, Chuck Scott de la JPL. "Como parte de nuestra planificación de misión extendida, desarrollamos una estrategia de operaciones para mantener a InSight seguro durante el invierno, de modo que podamos reanudar las operaciones científicas a medida que aumenta la intensidad solar". JPL lidera la misión InSight, aunque la nave espacial y sus paneles solares fueron construidos por Lockheed Martin Space de Denver, Colorado.

Durante las próximas semanas y meses, los científicos de InSight seleccionarán cuidadosamente qué instrumentos deben apagarse cada día para conservar la energía de los calentadores y las actividades que consumen mucha energía, como la comunicación por radio. Es probable que los sensores meteorológicos de InSight permanezcan apagados la mayor parte del tiempo (lo que resulta en actualizaciones poco frecuentes de la página meteorológica de la misión), y todos los instrumentos tendrán que estar apagados durante algún tiempo alrededor del afelio. Actualmente, los niveles de potencia parecen lo suficientemente fuertes como para llevar al módulo de aterrizaje durante el invierno. Pero la generación de energía solar en Marte es siempre un poco incierta. El rover Opportunity se vio obligado a apagarse después de que una serie de tormentas de polvo oscurecieran el cielo marciano en 2019, y el Spirit no sobrevivió al invierno marciano en 2010. Si InSight se quedara sin energía debido a una tormenta de polvo repentina, está diseñado para poder reiniciarse cuando vuelva la luz del sol si su electrónica sobrevivió al frío extremo.

A finales de esta semana, se le ordenará a InSight que extienda su brazo robótico sobre los paneles para que una cámara pueda tomar imágenes de cerca de la capa de polvo. Luego, el equipo pulsará los motores que desplegaron cada panel después de aterrizar para intentar alterar el polvo y ver si el viento se lo lleva. El equipo considera que esto es una posibilidad remota, pero que vale la pena el esfuerzo.

 

4 de febrero de 2021, como sabemos tanto la DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) como la JPL (Jet Propulsion Laboratory) han decidido dar fin a los intentos que el instrumento Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) continúe su trabajo en la superficie de Marte. No obstante, desde hace meses se ha estado intentando que el topo pudiera hundirse en la corteza marciana, si bien no lo ha conseguido, si que ha podido enviar diversos datos a la Tierra de la conductividad del suelo marciano.

En octubre pasado, el equipo de HP3 planeó llenar el pozo alrededor del topo y realizar la 'Prueba de topo Libre'. Esto fue para probar si el topo podía excavar en el suelo por sí solo, sin el apoyo del brazo robótico del módulo de aterrizaje InSight.

A finales de diciembre, el agujero se había rellenado en tres etapas, y la arena se empujaba hacia el pozo con la pala durante cada etapa. Los tres movimientos de raspado realizados por la pala se llevaron a cabo en la dirección del módulo de aterrizaje y se distribuyeron en tres trayectorias paralelas. Entre cada etapa, el material se compactaba empujando la arena recién apilada con la pala. Después de los dos primeros raspados de arena, pero antes del tercero, se utilizaron los circuitos de calefacción y los sensores de temperatura integrados en el topo para medir la conductividad térmica del suelo marciano. En este punto, la sonda estaba bien cubierta con arena y el extremo estaba aproximadamente a tres centímetros por debajo de la superficie, por lo que la conductividad térmica promedio medida podría cubrir aproximadamente los 40 centímetros superiores del suelo.

Los resultados se están preparando actualmente para su publicación, pero ya se puede informar aquí que el valor medido de aproximadamente 0.04 vatios por metro-kelvin se ajusta bien al valor que se había obtenido previamente para los cinco a 10 centímetros superiores del suelo usando datos. desde el radiómetro. Esto indica que el suelo debe ser bastante homogéneo hasta una profundidad de 40 centímetros, al menos en términos de capacidad de transporte de calor. El valor de 0,04 vatios por metro-kelvin es comparativamente pequeño, más bajo en un factor de entre tres y cinco que el que se encuentra en las arenas terrestres y más bajo en un factor de 30 a 50 que el basalto, del cual están compuestas las arenas marcianas.

La conductividad térmica de los materiales porosos depende de la conductividad intrínseca de las partículas, pero especialmente de la porosidad del suelo. El bajo valor de conductividad sugiere una alta porosidad de aproximadamente el 60% y, por lo tanto, una densidad de solo 1,2 gr/cm3, significativamente más baja que la densidad del material del basalto (aproximadamente 5 gr/cm3). La resistencia del suelo, estimada a partir de las pruebas anteriores con la pala, sugirió arena con incrustaciones de sal. Sin embargo, la conductividad térmica es demasiado baja para esto. La aparente contradicción entre resistencia y conductividad térmica aún debe entenderse. La alta porosidad del suelo y su resistencia explicarían cómo se formó originalmente el agujero alrededor de la sonda. Los movimientos de impacto del topo en marzo de 2019 habrían derrumbado el marco material y la arena real se habría encontrado en el fondo del pozo.

En este punto, cabe decir que la configuración de la sonda alcanzada en el momento de la medición tiene un alto potencial científico. Totalmente enterrado, puede servir como sonda térmica que, además de medir la conductividad térmica, permite medir la temperatura en el suelo y por tanto la interacción térmica con la atmósfera y la radiación solar. Esta interacción incluye el intercambio de gases entre el suelo y la atmósfera, que es un elemento importante de la física de la atmósfera. En esta capacidad, la sonda complementa las mediciones de nuestro radiómetro y las mediciones de temperatura y presión del paquete de sensores Temperature and Winds for InSight (TWINS) utilizado por los científicos atmosféricos del equipo InSight.

La figura muestra los rastros de los dos movimientos paralelos de la pala en la dirección de la flecha, de arriba a abajo, que se usaron para empujar arena en el pozo alrededor del topo el 17 de octubre de 2020. A la derecha de la correa está la huella de la pala después de la compresión de la arena apilada. El 14 de noviembre de 2020, se tiró una tercera tira por el centro, que luego se utilizó para empujar la mayor parte del montón de arena que se ve en la figura a la izquierda, frente a la punta de flecha, hacia la depresión restante. Luego, la arena fue compactada nuevamente antes de colocar la pala a la derecha del cable el 19 de diciembre. El topo se asienta aproximadamente verticalmente en el suelo con un ángulo de 30º con respecto a la vertical. Su punta apunta aproximadamente a la derecha.

El calendario de otoño requería que la última 'Prueba de topo Libre' tuviera lugar el 19 de diciembre. Para ello, después de una mayor compresión de la arena, se colocó la pala sobre el topo, para evitar un posible escape de la sonda hacia arriba, aunque nadie esperaba que el topo volviera a martillar hacia atrás. Lo había hecho dos veces durante los últimos años, pero en ese momento estaba solo parcialmente en el suelo y no estaba tan bien empaquetado en arena como esta vez. Aún así, no se debía correr ningún riesgo en este sentido: el Mole que sobresalía del suelo nuevamente habría perdido su funcionalidad como sonda térmica.

Durante la verificación final antes del 19 de diciembre, se descubrió que la pala estaba colocada demasiado lejos del cable para excluir de manera segura un "escape" del topo. La prueba se pospuso hasta el 9 de enero y la colocación de la pala se corrigió de antemano. La cuchara colocada finalmente ejerció una presión de aproximadamente 7 kPa en la superficie. Se pensó que esta presión vertical sola era suficiente para compensar el retroceso esperado de la sonda. Con 500 golpes ordenados, más golpes que en pruebas anteriores, se pensó que se podía lograr un resultado claro. Hubo un consenso entre el equipo de que el topo ahora se había colocado en una posición en la que se podía esperar una prueba exitosa. Sin embargo, dada la disminución del suministro de energía del módulo de aterrizaje y el tiempo que se agotaba, estaba claro para todos que un fracaso significaría el fin del esfuerzo, al menos en el futuro previsible.

A última hora de la tarde del 9 de enero, las primeras imágenes estaban en la mesa, y Troy Hudson de la JPL las compiló. A partir de estas imágenes, ya era evidente que la sonda esencialmente había saltado en su lugar, sin un movimiento claro resultante del cable hacia adelante. Sin embargo, el topo sí trajo arena hacia arriba, como se aprecia claramente en las imágenes, y algunas huellas en el cable podrían interpretarse como resultado de un ligero retroceso. Dados los preparativos que se habían realizado, este resultado fue una gran decepción con lamentables consecuencias para el experimento. Los intentos de llevar el topo al suelo y la primera medición del flujo de calor planetario en Marte, de hecho en un planeta similar a la Tierra, habían fracasado.

Durante las próximas semanas y meses, el equipo volverá a repasar los diversos registros de los últimos dos años. También intentarán comprender lo que sucedió a través de cálculos de modelos y, si es posible, derivarán valores para los parámetros mecánicos del suelo. La sonda y los sensores de temperatura en la correa junto con el radiómetro, que todavía funciona perfectamente, serán de gran utilidad como sonda térmica. Dependiendo de cómo se desarrolle la energía solar disponible en Marte en las próximas semanas, los sensores continuarán proporcionando datos útiles, incluso si la medición del flujo de calor ha tenido que abandonarse por el momento.

A continuación, el rover ExoMars 2022 de la ESA, Rosalind Franklin, intentará perforar a una profundidad de dos metros en Marte utilizando tecnología de perforación convencional. Estoy seguro de que DLR seguirá desarrollando la tecnología del topo, con la que es posible alcanzar mayores profundidades en principio sin utilizar una tubería de perforación, es decir, con menos masa y volumen de hardware. En el proceso de diseño, se prestará mayor atención a la difícil interacción entre la carcasa y el suelo. Queda por ver si esto se intentará primero en una misión a Marte, una misión lunar o una misión a otro cuerpo.

Por ahora, el equipo HP3 continuará enfocándose en aprender lecciones de los altibajos del topo y luego evaluará los datos que el paquete de instrumentos proporcionará como una sonda termal térmica y un radiómetro.

 

15 de enero de 2021, se acabó, los técnicos tanto de la JPL (Jet Propulsion Laboratory) como de la DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) han decidido no gastar más esfuerzos en intentar que el topo del experimento Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) de InSight siga adelante.

La sonda de calor desarrollada y construida por el DLR y desplegada en Marte por el módulo de aterrizaje InSight de la NASA ha terminado su parte de la misión. Desde el 28 de febrero de 2019, la sonda, llamada "topo", ha intentado excavar en la superficie marciana para tomar la temperatura interna del planeta, proporcionando detalles sobre el motor térmico interior que impulsa la evolución y geología de Marte. Pero la inesperada tendencia del suelo a aglutinarse privó al topo, en forma de espiga, de la fricción que necesita para hundirse hasta una profundidad suficiente.

Después de colocar la parte superior del topo a unos 2 o 3 centímetros debajo de la superficie, el equipo intentó por última vez usar una pala en el brazo robótico de InSight para raspar la tierra sobre la sonda y apisonarla para proporcionar una fricción adicional. Después de que la sonda realizó 500 golpes de martillo adicionales el sábado 9 de enero, sin ningún progreso, el equipo puso fin a sus esfuerzos. "Le hemos dado todo lo que tenemos, pero Marte y nuestro heroico topo siguen siendo incompatibles", dijo el investigador principal de HP3, Tilman Spohn de DLR. "Afortunadamente, hemos aprendido mucho que beneficiará a futuras misiones que intenten excavar en el subsuelo".

“Estamos muy orgullosos de nuestro equipo que trabajó duro para que el topo de InSight se adentrara más en el planeta. Fue increíble verlos solucionar problemas desde millones de kilómetros de distancia”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia en la sede de la agencia en Washington. “Es por eso, que asumimos riesgos en la NASA: tenemos que superar los límites de la tecnología para saber qué funciona y qué no. En ese sentido, hemos tenido éxito: hemos aprendido mucho que beneficiará a futuras misiones a Marte y a otros lugares, y agradecemos a nuestros socios alemanes de DLR por proporcionar este instrumento y por su colaboración".

Además de aprender sobre el suelo en esta ubicación, los ingenieros han adquirido una experiencia invaluable en la operación del brazo robótico. De hecho, usaron el brazo y la pala de una manera que nunca pretendieron al principio de la misión, incluida la presión contra el topo y hacia abajo. Planificar los movimientos y hacerlos bien con los comandos que enviaban a InSight impulsó al equipo a crecer. Pondrán en práctica su sabiduría ganada con tanto esfuerzo en el futuro. La misión tiene la intención de emplear el brazo robótico para enterrar la correa que transmite datos y energía entre el módulo de aterrizaje y el sismómetro (SEIS) de InSight, que ha registrado más de 480 marsquakes. Enterrarlo ayudará a reducir los cambios de temperatura que han creado sonidos de crujidos y estallidos en los datos sísmicos.

 

13 de enero de 2021, el aterrizaje del rover Perseverance de la NASA el mes próximo generará olas importantes, algunas de las cuales pueden ayudar a los científicos a comprender mejor la estructura del planeta rojo. Perseverance, la pieza central de búsqueda de vida y almacenamiento en caché de muestras de 2.700 millones de $, está programada para aterrizar dentro del cráter Jezero de 45 km de diámetro el 18 de febrero. El aterrizaje épico generará señales sísmicas que uno de los primos del rover, el módulo de aterrizaje InSight de la NASA, intentará detectar desde más de 3.200 kilómetros de distancia.

"A diferencia de la Tierra, donde se puede averiguar de forma independiente cuándo y dónde ocurrió una fuente [sísmica] y, por supuesto, qué tan grande era, en Marte tenemos una sola estación y ambos estamos tratando de identificar la mecánica de la fuente y la estructura del planeta a través del cual se propagaron las ondas", dijo el autor principal del estudio y miembro del equipo de InSight, Ben Fernando, Ph.D. estudiante de la Universidad de Oxford en Inglaterra. "Desenredar a esos dos el uno del otro no es necesariamente trivial", agregó. "En la explicación más simple, si estuvieras en una habitación y no pudieras ver, es difícil saber si alguien está hablando en voz alta lejos o en voz baja cerca de ti. Y además de eso, si no sabes cuál es la forma de la habitación, sería aún más difícil ". Por lo tanto, el aterrizaje de Perseverance representa una gran oportunidad para los científicos de InSight: una oportunidad de recopilar datos sísmicos generados por un impacto, cuyos detalles se conocen de antemano, escribieron Fernando y sus colegas en el nuevo estudio.

Perseverance golpeará con fuerza la delgada atmósfera marciana, se ralentizará considerablemente por la fricción y luego desplegará un paracaídas supersónico para desacelerar aún más. Aproximadamente siete minutos después de la entrada atmosférica, una grúa aérea propulsada por cohete bajará Perseverance al piso de Jezero suavemente con cables, luego volará para aterrizar intencionalmente a una distancia segura. Ese último paso no generará ondas sísmicas de fuerza apreciable. Pero es probable que otros dos puntos durante la secuencia Entry, Descent and Landing (EDL) produzcan señales relativamente poderosas, según Fernando y su equipo. Una de esas señales será generada por un boom sónico, que se producirá después de que Perseverance se acerque a unos 100 km de la superficie marciana, una altitud a la que la atmósfera es lo suficientemente densa "para que se produzca una compresión sustancial", los investigadores escribieron en el estudio.

La otra señal vendrá a través de un impacto real en la superficie: impactos gemelos, de hecho. Poco después de que Perseverance llegue a la atmósfera, la nave espacial expulsará dos "Dispositivos de balance de masa de crucero (lastre)" (CMBD) para alterar su centro de masa. Los CMBD, cada uno de los cuales pesa 77 kilogramos, caerá desde muy alto, a una altitud de aproximadamente 1,450 km, y tocará el suelo a una velocidad estimada de 14,000 Km/h, dijo Fernando. No está claro qué tan fuertes serán las ondas sísmicas de los impactos del CMBD; InSight aún no ha detectado ningún impacto confirmado en Marte, por lo que las predicciones son difíciles. Pero Fernando y su equipo generaron estimaciones basadas en datos recopilados aquí en la Tierra y en la Luna, y esos números sugieren que InSight tiene una posibilidad de medir las ondas. Una detección sería un gran éxito para los miembros del equipo de InSight. Sabrían con precisión qué tan lejos y qué tan rápido viajaban las ondas sísmicas.

Perseverance no es la única nave espacial programada para aterrizar en Marte este año. La misión Tianwen-1 de China llegará a la órbita el 10 de febrero y lanzará un módulo de aterrizaje y un rover al Planeta Rojo unos dos meses después, si todo sale según lo planeado. Al equipo de InSight le encantaría escuchar el aterrizaje de Tianwen-1, dijo Fernando. Pero los detalles sobre la misión, específicamente su hora y ubicación exactas de aterrizaje, son difíciles de conseguir, por lo que "hacer predicciones sobre la defectibilidad de esta señal no es posible" en este momento. El programa europeo-ruso ExoMars 2022 lanzará un dúo de vehículos de aterrizaje y vehículos a Marte. Es casi seguro que InSight no podrá detectar señales sísmicas de esa secuencia de aterrizaje, dado que el dúo de ExoMars aterrizará en el otro lado del planeta de InSight, dijo Fernando.

Por cierto, la NASA ha decidido extender la misión de InSight dos años más, hasta diciembre de 2022.

 

16 de diciembre de 2020, la nave espacial InSight aterrizó el 26 de noviembre de 2018 en Marte para estudiar el interior profundo del planeta. Poco más de un año marciano después, el módulo de aterrizaje estacionario detectó más de 480 terremotos y recopiló los datos meteorológicos más completos de cualquier misión de superficie enviada a Marte. La sonda InSight, que ha tenido problemas para excavar bajo tierra para medir la temperatura del planeta, también ha avanzado.

Hubo un tiempo en que las superficies de Marte y la Tierra eran muy similares. Ambos estaban calientes, húmedos y envueltos en atmósferas espesas. Pero hace 3 o 4 mil millones de años, estos dos mundos tomaron caminos diferentes. La misión de InSight ha sido ayudar a los científicos a comparar la Tierra con su hermano oxidado. Estudiar de qué están hechas las profundidades de Marte, cómo se estratifica ese material y qué tan rápido se filtra el calor podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo los materiales de partida de un planeta hacen que sea más o menos probable que sustente la vida.

El sismómetro de InSight, que fue proporcionado por la agencia espacial francesa, Centre National d'Études Spatiales (CNES), es lo suficientemente sensible como para detectar leves rumores desde grandes distancias. Pero no fue hasta abril de 2019 que los sismólogos del Marsquake Service, coordinado por ETH Zurich, detectaron su primer marsquake. Desde entonces, Marte ha compensado con creces el tiempo perdido al temblar con frecuencia, aunque suavemente, sin terremotos de magnitud superior a 3,7. La falta de terremotos mayores que la magnitud 4 plantea un misterio, considerando la frecuencia con la que el planeta rojo tiembla debido a terremotos más pequeños. "Es un poco sorprendente que no hayamos visto un evento más grande", dijo el sismólogo Mark Panning del Laboratorio de la JPL, que lidera la misión InSight. "Eso puede estar diciendo algo sobre Marte, o puede estar diciendo algo sobre la suerte".

Dicho de otra manera: podría ser que Marte sea más estático de lo previsto, o que InSight aterrizó en un período especialmente tranquilo.

Los sismólogos tendrán que seguir esperando pacientemente esos terremotos más grandes para estudiar las capas profundas debajo de la corteza. "A veces obtienes grandes destellos de información asombrosa, pero la mayoría de las veces estás averiguando lo que la naturaleza tiene que decirte", dijo el investigador principal de InSight, Bruce Banerdt, de JPL. "Es más como intentar seguir un rastro de pistas difíciles, que tener las respuestas presentadas en un paquete bien envuelto".

Una vez que InSight comenzó a detectar terremotos, se volvieron tan regulares que, en un momento, sucedían todos los días. Luego, a finales de junio de este año, las detecciones esencialmente se detuvieron. Desde entonces solo se han detectado cinco temblores, todos ellos desde septiembre.

Los científicos creen que el viento de Marte es responsable de estos períodos sísmicamente en blanco: el planeta entró en la estación más ventosa del año marciano alrededor de junio. La misión sabía que los vientos podrían afectar al sensible sismómetro de InSight, que está equipado con un escudo abovedado contra el viento y el calor. Pero el viento todavía sacude el suelo y crea un ruido literal que cubre los temblores. Esto también podría haber contribuido a lo que parece ser el largo silencio sísmico antes del primer terremoto de InSight, ya que la nave aterrizó mientras se estaba asentando una tormenta de polvo regional. "Antes de aterrizar, tuvimos que adivinar cómo afectaría el viento a las vibraciones de la superficie", dijo Banerdt. "Dado que estamos trabajando con eventos que son mucho más pequeños de lo que prestaríamos atención en la Tierra, descubrimos que tenemos que prestar mucha más atención al viento".

Todos los terremotos tienen dos conjuntos de ondas corporales, que son ondas que viajan a través del interior del planeta: ondas primarias (ondas P) y ondas secundarias (ondas S). También se ondulan a lo largo de la parte superior de la corteza como parte de una tercera categoría, llamadas ondas superficiales. En la Tierra, los sismólogos usan ondas superficiales para aprender más sobre la estructura interna del planeta. Antes de llegar a Marte, los sismólogos de InSight esperaban que estas ondas ofrecieran destellos de hasta 400 kilómetros por debajo de la superficie, en una capa sub-cortical llamada manto. Pero Marte continúa ofreciendo misterios: a pesar de cientos de terremotos, ninguno ha incluido ondas superficiales. "No es totalmente desconocido tener terremotos sin ondas superficiales, pero ha sido una sorpresa", dijo Panning. "Por ejemplo, no se pueden ver ondas superficiales en la Luna. Pero eso se debe a que la Luna tiene mucha más dispersión que Marte".

La corteza lunar seca está más fracturada que la Tierra y Marte, lo que hace que las ondas sísmicas reboten en un patrón más difuso que puede durar más de una hora. La falta de ondas superficiales en Marte puede estar relacionada con una extensa fractura en los 10 kilómetros de InSight. También podría significar que los terremotos detectados por InSight provienen de las profundidades del planeta, ya que no producirían fuertes ondas superficiales.

 

16 de octubre de 2020, el pasado 10 de agosto, se informó que se había logrado empujar arena hacia el pozo mejor de lo esperado. Sin embargo, todavía se quería seguir presionando la parte trasera del topo con la pala inclinada, para que se hundiera un poco más en el suelo. Luego se planeó probar nuevamente si la sonda se movería más adentro del suelo sin la ayuda del brazo. En otras palabras, se realizó lo que se llama una "Prueba de Mole Libre".

El módulo de aterrizaje InSight continúa trabajando para conseguir que su topo, un martinete y una sonda de calor de 40 centímetros de largo, esté muy por debajo de la superficie de Marte. Una cámara en el brazo de InSight tomó recientemente imágenes del "agujero de topo" ahora parcialmente llenado, mostrando solo la correa científica del dispositivo que sobresale del suelo.

Los sensores incrustados en la correa están diseñados para medir el calor que fluye desde el planeta una vez que el topo ha cavado al menos 3 metros de profundidad. El equipo de la misión ha estado trabajando para ayudar al topo a excavar al menos a esa profundidad para que pueda tomar la temperatura de Marte. El topo fue diseñado para que la tierra suelta fluya a su alrededor, proporcionando fricción contra su casco exterior para que pueda excavar más profundo; sin esta fricción, el topo simplemente rebota en su lugar mientras golpea el suelo. Pero el suelo donde aterrizó InSight es diferente al que encontraron las misiones anteriores: durante el martilleo, el suelo se pega, formando un pequeño hoyo alrededor del dispositivo en lugar de colapsar a su alrededor y proporcionar la fricción necesaria.

Desafortunadamente, estas pruebas se llevaron a cabo en condiciones que se habían vuelto más difíciles. En particular, el polvo en la atmósfera marciana como resultado de las tormentas de polvo cercanas y la acumulación de polvo en las células solares redujeron significativamente la energía eléctrica disponible. Esto llevó a que el radiómetro HP3 ya no realizara mediciones como queríamos. Además, el aumento de las demandas en el equipo de operaciones asociado con la gestión de la disponibilidad de energía reducida, significaba que el topo y la pala solo se podían comandar quincenalmente a partir de septiembre. Desde entonces se han realizado un total de tres martillazos, dos con 100 golpes el 22 de agosto (Sol 618) y el 5 de septiembre (Sol 632) y finalmente una vez con 250 golpes el 19 de septiembre (Sol 645).

Se descubrió que durante las dos primeras rondas de martilleo y durante la primera mitad de la tercera ronda de martilleo, la pala se hundió más en la arena. Dado que el topo estaba escondido debajo de la pala, la penetración de la sonda en sí no se podía observar directamente. Durante el martilleo, la correa plana que iba hacia la sonda se movió considerablemente, pero estos solo pudieron identificarse claramente como movimientos hacia adelante durante el martilleo del 22 de agosto. En general, se pudo estimar a partir de los movimientos de la pala que el topo se movió como máximo un centímetro más adentro del suelo. Fue interesante observar que durante la segunda mitad de la ronda de 250 golpes de martillo el 19 de septiembre, la pala no avanzó, probablemente porque encontró duricrust. Este fue ciertamente un resultado deseado, ya que permitió que se realizara una segunda Prueba de Mole Libre. De hecho, la sonda continuó moviéndose de acuerdo con los movimientos de la correa, pero no se pudo determinar claramente si estos movimientos llevaron al topo más profundamente en el suelo.

En vista de los movimientos inconclusos de la sonda y la considerable cantidad de tiempo involucrada, el equipo, después de extensas discusiones, decidió abandonar este camino y en su lugar proceder a llenar el pozo. Para ello, el 3 de octubre se levantó la pala, haciendo visible el foso. La huella de la pala en la arena es claramente visible. El topo está completamente cubierto de arena y el pozo está en gran parte lleno. La imagen de la derecha muestra los dos movimientos de pala escalonados previstos para el 17 de octubre.

Después de un poco de discusión sobre los próximos pasos, se ha decidido que se deberían realizar dos movimientos de cuchara paralelos el sábado 17 de octubre (Sol 659). Posteriormente, se realizará una medición de conductividad térmica, que también debe darnos indicaciones indirectas sobre el relleno. Luego, se presionará el relleno para comprimir la arena y presionar el topo. Dependiendo del resultado del relleno, se planearán más acciones para llenar el pozo antes de seguir martilleando y más adelante se llevará a cabo otra Prueba de Mole Libre.

"Estoy muy contento de haber podido recuperarnos del inesperado evento 'emergente' que experimentamos y hacer que el lunar sea más profundo que nunca", dijo Troy Hudson, científico e ingeniero de la JPL, que dirigió el trabajo. para conseguir que el topo cavara. "Pero no hemos terminado del todo. Queremos asegurarnos de que haya suficiente tierra en la parte superior del lunar para que pueda cavar por sí solo sin la ayuda del brazo".

 

8 de octubre de 2020, poco o casi nada se puede decir de los trabajos parea recuperar el topo de InSight, se siguen haciendo esfuerzos para lograr que el sistema Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) pueda conseguir muchos más datos que los mínimos aportados hasta la fecha.

Después de la prueba del topo realizada en junio el equipo decidió levantar el brazo de InSight y echar un vistazo al topo en el pozo. Algunos habían esperado, o temido, que las acciones de martilleo anteriores hubieran drenado la arena del pozo. La arena, según se pensaba, se habría soltado y caído en posibles grietas y cavidades más profundas en el duricrust. Después de todo, todavía estamos desconcertados acerca de dónde fue todo el material, unos 300 centímetros cúbicos o 10 onzas, cuando se formó el pozo en marzo de 2019. En cambio sorprendió gratamente ver que el topo estaba cubierto en gran parte de arena. Solo sobresalen la tapa trasera y algunos centímetros del casco. Parece que en lugar de drenar la arena, se acumuló más arena en el pozo, probablemente debido a que se aplastó algo de duricrust durante los martilleos.

Después de revisar las imágenes de Sol 577, la discusión del equipo se centró rápidamente en estrategias para el próximo movimiento. Algunos estaban a favor de llenar el pozo, compactar la arena en el pozo y luego empujar la pala hacia la superficie para proporcionar fuerza, que luego sería transmitida al topo por la arena. La fuerza debería ser suficiente para compensar el retroceso del mecanismo del martillo de unos 7 newtons.

Otros argumentaron que primero se debería intentar conseguir que el topo penetre unos centímetros más profundo, empujando la tapa trasera con la punta de la pala. Después de una intensa discusión, el equipo decidió primero hacer un empujón en la tapa trasera, similar a los empujones exitosos realizados en los últimos meses. El único problema es que en la configuración anterior, la pala ya no cabe en el pozo. Puede levantar la pala y empujar con la cuchilla, pero esto significa un mayor riesgo de resbalar y dañar el cable o no poder evitar que el topo "martillee hacia atrás". Se ha mencionado que la colocación de la pala es arriesgada y debe hacerse con precisión milimétrica. Con la hoja hacia abajo, esto es aún más difícil que antes.

En ese momento, ambas opciones carecían de información importante. Dos cosas eran inciertas: ¿con qué eficacia se puede raspar arena en el pozo y cómo se puede empujar con seguridad el topo sin causar daños potencialmente irreparables?. Se decidió hacer una prueba de raspado primero para darnos más tiempo para ver cómo la pala podría encajar en el pozo usando modelos CAD.

Se estima que el primer raspado de 12 centímetros de longitud de franja elevaría el fondo del pozo pero dejaría al topo sobresaliendo de la arena. Esta fue la condición para que algunos aceptaran la controvertida "prueba de raspado". Como se puede ver en la imagen de Sol 600 que se muestra a continuación, esa estimación no era del todo correcta. ¡El raspado fue todo un éxito! El raspado fue mucho más efectivo de lo esperado y la arena llenó el pozo casi por completo. El topo ahora está cubierto, pero solo hay una fina capa de arena en la tapa trasera. La mayor parte del error de cálculo se debió al hecho de que la pala se hundió mucho más en el suelo de lo planeado. Como resultado, se trajo casi el doble de material. Además, el topo está un poco más profundo en el suelo de lo que inicialmente se dedujo de las imágenes estéreo.

El raspado también había tenido el efecto de nivelar parcialmente las diferencias de altura en el borde del foso, lo que facilitaba la colocación de la pala. Con este conocimiento y con el apoyo de la dirección del proyecto, se decidió llevar el topo un poco más profundo al suelo con la ayuda de la pala. Para ello, sin embargo, no se presionaría con la hoja, sino con la pala en un ángulo de 20 a 30º con respecto a la superficie. En primer lugar, se trata de una operación algo más simple, más predecible y que requiere menos tiempo en comparación con una secuencia de movimientos de raspado; posiblemente combinado con movimientos de la pala para llenar el hoyo. Creo que, a más tardar, después de llenar el pozo, se debería de contrarrestar el retroceso con la fuerza suficiente y, con suerte, el topo "excavará" más profundamente en el suelo marciano por sí solo. En eso se está y habrá que esperar para ver los resultados.

Como indicación positiva, se observa que una medición reciente de la conductancia térmica desde el topo hasta el regolito, muestra valores aumentados con respecto a mediciones anteriores. Esto sugiere que tanto el contacto térmico como el mecánico han mejorado.

 

10 de septiembre de 2020, un observador de pie en Marte vería a la luna Phobos del planeta cruzar el cielo de oeste a este cada cinco horas. Su órbita pasa entre el Sol y cualquier punto dado de Marte aproximadamente una vez cada año terrestre. Cada vez que lo hace, provoca de uno a siete eclipses solares en el espacio de tres días. Un lugar donde esto sucede es el sitio del módulo de aterrizaje InSight de la NASA, estacionado en la región de Elysium Planitia desde noviembre de 2018. En otras palabras, el fenómeno ocurre con mucha más frecuencia que en la Tierra, cuando nuestra Luna se cruza frente al Sol. "Sin embargo, los eclipses en Marte son más breves, duran sólo 30 segundos y nunca son eclipses totales", explica Simon Stahler, sismólogo del Instituto de Geofísica de ETH Zurich. Las fotos tomadas por los dos rovers de Marte de la NASA, Opportunity y Curiosity, también muestran un bulto de bordes afilados contra el telón de fondo del Sol.

Las fotografías no son la única forma de observar estos tránsitos. "Cuando la Tierra experimenta un eclipse solar, los instrumentos pueden detectar una disminución de la temperatura y ráfagas rápidas de viento, ya que la atmósfera se enfría en un lugar en particular y el aire se aleja rápidamente de ese lugar", explica Stahler. Un análisis de los datos de InSight debería indicar si también se pueden detectar efectos similares en Marte.

En abril de 2019, la primera serie de eclipses solares fue visible desde el sitio de aterrizaje de InSight, pero solo se guardaron algunos de los datos que registró. Las indicaciones iniciales de esos datos llevaron a Stahler y a un equipo de investigación internacional a prepararse con entusiasmo para la próxima serie de eclipses, prevista para el 24 de abril de 2020. Publicaron los hallazgos de sus observaciones en agosto en la revista Geophysical Research Letters. Como era de esperar, las células solares de InSight registraron los tránsitos. "Cuando Phobos está frente al sol, llega menos luz solar a las células solares, y estas a su vez producen menos electricidad", explica Stahler. "Se puede medir la disminución de la exposición a la luz causada por la sombra de Phobos". De hecho, la cantidad de luz solar se redujo durante un eclipse en un 30%. Sin embargo, los instrumentos meteorológicos de InSight indicaron que no hubo cambios atmosféricos y los vientos no cambiaron como se esperaba. Otros instrumentos; sin embargo, dio una sorpresa: tanto el sismómetro como el magnetómetro registraron un efecto.

Lo más probable es que la señal del magnetómetro se deba a la disminución de la electricidad de las células solares. "Pero no esperábamos esta lectura del sismómetro; es una señal inusual", dice Stahler. Lo sorprendente durante el eclipse solar fue que el sismómetro se inclinó ligeramente en una dirección particular. "Esta inclinación es increíblemente pequeña", señala Stahler. "Imagina una moneda de 2 €; ahora, coloca dos átomos de plata debajo de un borde. Esa es la inclinación de la que estamos hablando". Por leve que fuera este efecto, seguía siendo inconfundible.

"La explicación más obvia sería la gravedad de Phobos, similar a cómo la Luna de la Tierra causa las mareas", dice Stahler, "pero lo descartamos rápidamente". Si esa fuera la explicación, entonces la señal del sismómetro estaría presente durante un período de tiempo más largo y cada cinco horas cuando Phobos hace su paso, no solo durante los eclipses. Los investigadores determinaron la causa más probable de la inclinación: "Durante un eclipse, el suelo se enfría. Se deforma de manera desigual, lo que inclina el instrumento", dice Martin van Driel del grupo de investigación de Sismología y Física de Ondas.

Da la casualidad de que un sensor de infrarrojos midió un enfriamiento del suelo en Marte de 2ºC. Los cálculos revelaron que en los 30 segundos del eclipse, el "frente frío" podía penetrar el suelo sólo a una profundidad de micro o milímetros, pero el efecto fue suficiente para tirar del sismómetro. Los científicos deberían poder utilizar la pequeña señal de inclinación de Marte para mapear la órbita de Phobos con más precisión de lo que era posible anteriormente. La posición de InSight es la ubicación medida con mayor precisión en Marte; si los científicos saben exactamente cuándo comienza y termina un tránsito de Phobos aquí, pueden calcular su órbita con precisión.

Esto es importante para futuras misiones espaciales. Por ejemplo, la agencia espacial japonesa JAXA planea enviar una sonda a las lunas de Marte en 2024 y traer muestras de Phobos a la Tierra. "Para hacer eso, necesitan saber exactamente a dónde van a volar", dice Stahler.

Los datos precisos sobre la órbita de Phobos también podrían arrojar más luz sobre el funcionamiento interno de Marte. Mientras nuestra luna continúa ganando impulso angular y se aleja constantemente de la Tierra, Phobos se está desacelerando y retrocediendo gradualmente hacia Marte. En 30 a 50 millones de años, chocará contra la superficie del planeta. "Podemos utilizar esta ligera desaceleración para estimar qué tan elástico y, por lo tanto, qué tan caliente es el interior de Marte; el material frío es siempre más elástico que el caliente", explica Amir Khan, también del Instituto de Geofísica de ETH Zurich. En última instancia, los investigadores quieren saber si Marte se formó del mismo material que la Tierra, o si diferentes componentes podrían explicar por qué la Tierra tiene placas tectónicas, una atmósfera densa y condiciones que sustentan la vida, características de las que Marte carece.

 

28 de agosto de 2020, los sensores meteorológicos a bordo del módulo de aterrizaje InSight dejaron de proporcionar datos el domingo 16 de agosto de 2020, como resultado de un problema que afectaba la electrónica del conjunto de sensores. Los ingenieros de la JPL están trabajando para comprender la causa del problema. Llamados Auxiliary Payload Sensor Suite (APSS), los sensores recopilan datos sobre la velocidad y la dirección del viento, la temperatura y la presión del aire y los campos magnéticos. A lo largo de cada día o sol marciano, la computadora principal de InSight recupera los datos almacenados en la computadora de control de APSS para su posterior transmisión a las naves espaciales en órbita, que transmiten los datos a la Tierra.

APSS está en modo seguro y es poco probable que se reinicie antes de fin de mes mientras los miembros del equipo de la misión trabajan para obtener un diagnóstico. Los ingenieros de JPL son optimistas en cuanto a que reiniciar la computadora de control puede solucionar el problema, pero deben investigar más la situación antes de que los sensores vuelvan a la normalidad.

Una imagen interesante es la suministrada por la nave orbital MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), donde se ve a InSight y su entorno en dos años diferentes. Una, la de la derecha de 2018 donde se observa el lander de forma nítida, la de la izquierda de 2020 el polvo superficial ha camuflado la presencia de InSight así como los efectos de los retrocohetes alrededor del vehículo. 

 

7 de julio de 2020, el sábado 20 de junio de 2020 (Sol 557 en Marte), el equipo completó la 'Prueba de topo libre', el resultado no fue exactamente lo que esperábamos con optimismo, pero tampoco fue del todo una sorpresa. El 'topo' comenzó a rebotar en su lugar después de hacer algunos progresos sin el apoyo directo de la pala de InSight el 13 de junio (Sol 550). No tenemos observaciones directas del movimiento del topo o mediciones de su progreso. Más bien, juzgamos esto por el movimiento de la correa, o más precisamente, por el movimiento aparente de las características de la correa con respecto al fondo. Las imágenes muestran claramente que la correa se movió hacia adelante y hacia atrás y finalmente se detuvo por completo, lo que sugiere que el topo no cavó más por sí solo.

El medidor de inclinación mostró que el topo se estaba volviendo algo más vertical, lo que respalda la evidencia, y el sismómetro de período corto mostró un cambio en las características de frecuencia de la señal de martillo registrada. La correa aparentemente invirtió el movimiento unos cuadros más tarde, antes de pasar a la derecha. Luego hizo un movimiento muy pequeño hacia la izquierda nuevamente antes de terminar mientras avanzaba. Un análisis cuidadoso de las imágenes mostró que el movimiento neto hacia adelante de la correa (¿y el topo?) Era de dos a tres milímetros. ¡El movimiento integrado puede haber sido de tres a cinco veces más!.

Cuando el equipo analizó las imágenes, se alegraron de ver al topo avanzar, pero acordaron que se requería al menos otro ciclo de martilleo antes de que estuviéramos dispuestos a concluir que el topo estaba en el suelo lo suficientemente profundo como para cavar. 'Excavar por sí mismo' no es técnicamente exacto, ya que todavía teníamos el objetivo de proporcionar soporte indirecto presionando la cuchara sobre la superficie, con la intención de aumentar la presión sobre el topo y la fricción en su casco. Por supuesto, no podríamos decir cuánto ayudamos al topo de esa manera, ya que no conocemos las propiedades mecánicas del óxido dúrico lo suficientemente bien.

El domingo 21 de junio, cuando se observaron las imágenes que habían sido enviadas a la Tierra después de la sesión de martilleo del sábado (Sol 557, 150 golpes de martillo), se concluyó que el topo estaba dos o tres centímetros más adentro y debajo de la superficie, pero no se estaba proporcionando la fricción necesaria, incluso cuando se le ayudaba a empujar el regolito. La correa se movió hacia adelante y hacia atrás y luego hacia la izquierda, invirtiendo gran parte de su progreso hacia adelante desde Sol 550. En el medio de la película, se puede ver que las partículas de polvo continuaron moviéndose. Dos partículas parecen incluso saltar algunos centímetros. Pero en una inspección más cercana, uno puede verlos avanzando desde el interior de la pala en varias diapositivas. Las partículas de polvo en movimiento implican que el topo había retrocedido nuevamente y estaba golpeando el lado plano de la pala desde abajo.

Este resultado de la 'Prueba de topo libre' no fue, por supuesto, lo que se esperaba, pero no se puede decir que fue una sorpresa total. Después de todo, se continuó luchando contra la fricción que falta en el casco del topo. La prueba respalda la conclusión anterior de que el duricrust cohesivo es inusualmente grueso, al menos en base a lo que sabíamos previamente sobre Marte, y que debe ser bastante rígido. Desde el primer retroceso del topo (en Sol 322) y la observación de que se detuvo cuando estaba a 20 centímetros del suelo, algunos estimaron que el óxido dúrico tenía 20 centímetros de espesor (la longitud de 40 centímetros del topo menos los 20 centímetros que había retrocedido). Las presentes observaciones al menos no invalidan esa conclusión.

En primer lugar, el equipo sigue determinado, pero la tarea no será más fácil. Por supuesto, se ha hecho un plan para este resultado de la 'Prueba de topo libre'. El plan requiere retraer el brazo y la imagen estéreo del pozo con el topo en su interior. Nos interesará ver qué tan profundo es realmente el topo (debe estar a un centímetro más o menos debajo de la superficie), si la morfología del pozo ha cambiado y si la arena que habíamos visto en el pozo todavía está allí o si el pozo ha sido drenado por la acción de martilleo. Dependiendo de lo que revele la imagen, se planea ver si se puede o n o mover suficiente arena en el pozo para proporcionar la fricción necesaria, probablemente ayudada empujando la pila de arena con la cuchara para proporcionar presión adicional. Esto será diferente de empujar sobre la superficie de óxido de duricrust, porque la arena no tiene rigidez y puede transferir la fuerza más fácilmente. La pala de InSight, además, protegerá contra el retroceso del topo.

Llenar el pozo no será una tarea fácil y puede llevar bastante tiempo, esta es la razón para realizar la 'Prueba de topo libre' sin el llenado previo del pozo. Una estimación preliminar antes del reciente empuje y martilleo sugirió un volumen requerido de 300 cm3  de arena, equivalente a un raspado (o un número de raspaduras) con la cuchara de siete centímetros de ancho durante los 40 centímetros enteros, suponiendo que la capa de arena tenga 1 centímetro de grosor, como lo sugieren las imágenes.

Otro de los instrumentos de InSight, Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS),  detectó su primer maremoto casi tres meses después de comenzar sus mediciones en enero de 2019. Para el otoño de 2019, estaba detectando un posible terremoto o dos por día. Si bien SEIS ha detectado más de 480 señales sísmicas en general, la tasa se ha reducido a menos de una por semana. Este cambio de velocidad está vinculado a las variaciones estacionales de la turbulencia atmosférica, que crea ruido que cubre las pequeñas señales de terremoto. A pesar de la protección contra el viento y el escudo térmico, SEIS es lo suficientemente sensible como para que sentir el viento que golpea el escudo, y puede hacer que los terremotos sean más difíciles de aislar.

En comparación con nuestro propio planeta Tierra, Marte puede parecer un planeta "muerto", pero incluso allí, el viento sopla y la tierra se mueve. En la Tierra, estudiamos el ruido sísmico ambiental que se ondula principalmente debido a la actividad del océano para observar bajo tierra la estructura del interior de la Tierra. ¿Podemos hacer lo mismo en Marte sin océano?. Según un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto Internacional de Investigación de Energía Neutral en Carbono de la Universidad de Kyushu, estamos más cerca que nunca de lograr este objetivo.

Los registros sísmicos continuos recopilados entre febrero y junio de 2019 revelaron la existencia de varios cientos de "marsquakes". La mayoría fueron mucho más débiles que los terremotos que normalmente se sienten en la Tierra, aunque algunos alcanzaron una magnitud de casi 4.

Aplicamos un análisis de polarización de los datos sísmicos de InSight para estimar la variación temporal, y dependencia de frecuencia del campo de ruido ambiental marciano.

Las variaciones temporales en las ondas P de baja frecuencia se relacionaron con cambios distantes en el viento y la irradiación solar, y las ondas de Rayleigh de baja frecuencia se relacionaron con la dirección del viento en la región cercana al módulo de aterrizaje. Los ruidos ambientales de mayor frecuencia estaban dominados por la vibración del propio módulo de aterrizaje. Por lo tanto, los microtemblores de diferentes tipos y frecuencias probablemente tengan diferentes fuentes, y algunos probablemente estén influenciados por las estructuras geológicas. Sin embargo, un solo sismómetro aún no es suficiente para reconstruir imágenes del interior del planeta. En la Tierra, los datos de redes de sismómetros múltiples deben usarse juntos para ese propósito. Pero este análisis de los datos sísmicos del módulo de aterrizaje InSight es un paso importante para lograr ese objetivo en Marte.

Según el autor principal Takeshi Tsuji, "estos resultados demuestran la viabilidad de los métodos de ruido ambiental en Marte. Los proyectos de redes sísmicas futuras nos permitirán modelar y monitorear la estructura geológica interior del planeta, e incluso pueden contribuir a la exploración de recursos en Marte, como por ejemplo para hielo enterrado".

 

3 de junio de 2020, hacía tiempo que no se hablaba de InSight, era lógico, pues todos los esfuerzos de los técnicos, tanto de la JPL como de la DLR, era para recuperar la operatividad del topo. Los ingenieros han intentado varias formas de hacer que el topo (del instrumento Heat Flow and Physical Properties Package (HP3)) se mueva nuevamente bajo la superficie. Más recientemente, los controladores colocaron la pala en el extremo del brazo robótico del módulo de aterrizaje en la parte superior del topo, empujándolo hacia abajo para ayudarlo a moverse bajo la superficie y evitar que se mueva hacia atrás, lo que sucedió en el pasado.

Ese enfoque está funcionando hasta ahora. "El topo está cayendo por su mecanismo de martilleo, pero es ayudado por el empuje de la pala que equilibra la fuerza del retroceso", dijo Tilman Spohn, investigador principal del instrumento en la agencia espacial alemana DLR, durante un 4 de mayo. Sin embargo, el progreso es lento debido a la necesidad de reposicionar el brazo a medida que el topo se hace más profundo. "Esa es una operación muy tediosa", dijo. "Solo podemos bajar 1,5 centímetros cada vez antes de tener que reajustar".

Otro problema es el ángulo en el que el topo está penetrando en la superficie. El topo fue diseñado originalmente para descender verticalmente, pero ahora está en un ángulo de casi 30º con respecto a la vertical. "No es algo que nos guste ver", dijo. “Si el topo puede llegar completamente por debajo de la superficie, se espera que se "rectifique en cierta medida". Otro problema, dijo, es que ahora hay una región de arena compactada creada por el topo mientras martilleaba en su lugar sin moverse más profundo. Eso dificultará que el topo penetre en la superficie, incluso con la ayuda del brazo robótico.

Para haber conseguido esto, la cuchara se coloca sobre la tapa posterior y se baja lentamente hasta que toca la tapa. El brazo luego se baja y se tensa de tal manera que la pala presiona el topo con una fuerza de aproximadamente 50 newtons. Cuando el topo desciende a la superficie, la pala sigue su movimiento descendente, pero la carga disminuye a medida que avanza el topo. Después de aproximadamente 1,5 centímetros, la fuerza de empuje se reduce a cero y la acción de empuje debe renovarse.

Por lo tanto, el equipo procedió con mucho cuidado. Después de cada colocación, la situación se verificó a través de imágenes y grabaciones de datos de la corriente del motor del brazo antes de que se ordenaran varios golpes de martillo. Comenzamos el procedimiento con solo unos pocos (25) golpes de martillo. Solo después de que el equipo ganó cierta confianza en su capacidad para colocar la pala y la tasa de progreso del topo, aumentamos el número de golpes de martillo por sesión, al final 150 golpes por sesión.

Comenzamos a unos 7 centímetros por encima de la superficie en Sol 458 (11 de marzo) y ahora estamos en la superficie con la primicia sobre Sol 536 (30 de mayo 30), después de seis ciclos de martilleo durante 11 semanas. Es posible que el martilleo se detuviera cuando el borde izquierdo de la pala todavía estaba aproximadamente un milímetro por encima de la superficie. Además, la cuchara está obviamente en ángulo con respecto a la superficie del regolito, de modo que el borde derecho de la cuchara todavía puede estar aproximadamente un centímetro por encima de la superficie. Además, sabemos que la superficie está cubierta con aproximadamente un centímetro de arena relativamente suelta que la cuchara puede comprimir.

Por lo tanto, el siguiente paso será otro martilleo con la pala presionando la tapa trasera. Durante ese martilleo, esperamos que el regolito detenga la cucharada (si aún no se ha detenido al final del martilleo del Sol 536) y podemos ver si el topo puede cavar por sí solo. A esto lo llamamos la prueba de "topo libre". Puede recordar que nuestra teoría principal era que el topo no se movió hacia el subsuelo, porque el regolito no proporcionó suficiente fricción para equilibrar la fuerza de retroceso del topo. Aunque esta fuerza es mucho más pequeña que la fuerza que impulsa al topo hacia adelante (cinco a siete newtons en comparación con 900 newtons), aún debe ser proporcionada por la presión de sobrecarga. Los cálculos que había discutido anteriormente sugieren que la fuerza de fricción será suficiente si el topo está completamente enterrado. Se puede proporcionar algo de fricción adicional si usamos el brazo para cargar la superficie.

Cuando la tapa trasera del topo este a una profundidad de aproximadamente 20 centímetros, la carga de la superficie se volverá ineficaz y el empuje del regolito ya no será necesario. Luego haremos lo que planeamos hacer hace más de un año: ordenarle al topo que martillee en profundidad. Entonces será muy emocionante, pero, ¿qué pasa si el topo no está profundo para una fricción suficiente?. Luego tenemos dos opciones: llenar el pozo para proporcionar más fricción y empujar el regolito, o usar la cuchara para empujar la tapa posterior nuevamente, pero esta vez con su punta en lugar de con su superficie inferior plana. Esta sería una operación algo más difícil pero factible, como piensa el equipo del Instrument Deployment Arm (IDA).

Además, se acerca el invierno en el hemisferio norte de Marte y la temporada de tormentas de polvo comenzará pronto. La atmósfera ya se está volviendo más polvorienta y la energía generada por los paneles solares está disminuyendo. Esto puede afectar nuestra capacidad de realizar operaciones, que consuman energía con el brazo en un futuro cercano.

Por su parte, lo que es el propio InSight, el propio lander sigue con sus trabajos de monitorear el estado del clima marciano en sus alrededores, tal y como muestran las graficas de presión, temperatura y velocidad del vientos de estos últimos días.

 

24 de febrero de 2020, si habíamos introducido los primeros estudios sobre los datos emitidos por el instrumentos SEIS del lander InSight, en estos momentos están apareciendo un aluvión de tratados científicos del año que el sismómetro ha estado trabajando sobre la superficie marciana.

Está comenzando a surgir una nueva comprensión de Marte, gracias al primer año de la misión de aterrizaje InSight. Los hallazgos descritos en un conjunto de seis artículos publicados hoy revelan un planeta vivo con terremotos, polvos del diablo y pulsos magnéticos extraños.

Marte tiembla más a menudo, pero también más suavemente, de lo esperado. SEIS ha encontrado más de 450 señales sísmicas hasta la fecha, la gran mayoría de las cuales son probablemente terremotos (a diferencia del ruido de datos creado por factores ambientales, como el viento). El terremoto más grande tuvo una magnitud de 4.0, no lo suficientemente grande como para viajar por debajo de la corteza hacia el manto inferior y el núcleo del planeta. Esas son "las partes más jugosas de la manzana" cuando se trata de estudiar la estructura interna del planeta, dijo Bruce Banerdt, investigador principal de InSight en JPL.

Los científicos están listos para más; pasaron meses después del aterrizaje de InSight en noviembre de 2018 antes de que registraran el primer evento sísmico. A finales de 2019, SEIS estaba detectando aproximadamente dos señales sísmicas por día, lo que sugiere que InSight acababa de aterrizar en un momento particularmente tranquilo. Marte no tiene placas tectónicas como la Tierra, pero sí tiene regiones volcánicamente activas que pueden causar retumbos. Un par de terremotos estaba fuertemente vinculado a una de esas regiones, Cerberus Fossae, donde los científicos ven rocas que pueden haber sido sacudidas por los acantilados. Las inundaciones antiguas allí excavaron canales de casi 1.300 kilómetros de largo. Los flujos de lava se filtraron en esos canales en los últimos 10 millones de años, un abrir y cerrar de ojos en tiempo geológico.

Hace miles de millones de años, Marte tenía un campo magnético. Ya no está presente, pero dejó fantasmas atrás, magnetizando rocas antiguas que ahora están entre 61 metros a varios kilómetros bajo tierra. InSight está equipado con un magnetómetro, el primero en la superficie de Marte en detectar señales magnéticas. El magnetómetro ha encontrado que las señales en el hueco de Homestead son 10 veces más fuertes de lo que se predijo, con base en datos de naves espaciales en órbita que estudian el área. Las mediciones de estos orbitadores se promedian en un par de cientos de kilómetros, mientras que las mediciones de InSight son más locales.

Debido a que la mayoría de las rocas superficiales en la ubicación de InSight son demasiado jóvenes para haber sido magnetizadas por el antiguo campo del planeta, "este magnetismo debe provenir de antiguas rocas subterráneas", dijo Catherine Johnson, científica planetaria de la Universidad de Columbia Británica y el Instituto de Ciencia Planetaria. "Estamos combinando estos datos con lo que sabemos de sismología y geología, para comprender las capas magnetizadas debajo de InSight. ¿Qué tan fuertes o profundos tendrían que ser para que detectemos este campo?".

Además, los científicos están intrigados por cómo cambian estas señales con el tiempo. Las medidas varían según el día y la noche; También tienden a pulsar alrededor de la medianoche. Todavía se están formando teorías sobre las causas de tales cambios, pero una posibilidad es que estén relacionadas con el viento solar que interactúa con la atmósfera marciana.

El rendimiento del SEIS ha superado las expectativas hasta el momento, teniendo en cuenta las duras condiciones en Marte, caracterizadas por temperaturas que van desde -80ºC a los 0ºC todos los días y por fuertes oscilaciones del viento. De hecho, el viento sacude el módulo de aterrizaje InSight y su instrumentación durante el día, lo que genera un alto nivel de ruido ambiental.

Los polvos del diablo en Elysium Planitia, que para SEIS son todas micro fuentes sísmicas, sin embargo, reservaron una sorpresa sorprendente para los científicos de la misión. Desde hace más de un año, y aunque la estación meteorológica InSight y el sismómetro SEIS han permitido observar miles de ellos indirectamente, ninguno pudo haber sido fotografiado por la sonda, en particular a través de la cámara ICC ubicada debajo de la cubierta del tren de aterrizaje. Para hacerse visible, un remolino de polvo debe elevar una cantidad suficiente del polvo ocre y extremadamente fino que cubre la superficie marciana. Sin embargo, este último es más que abundante en el sitio de aterrizaje, como lo demuestra el depósito de cobre sobre la cubierta de la sonda, así como en los paneles solares. En este caso, ¿por qué no se pudo observar visualmente ninguno de los derviches giratorios atmosféricos marcianos, que habían rozado la sonda en Elysium Planitia?.

 

22 de febrero de 2020, habíamos dejado a la nave InSight trabajando correctamente sobre la superficie de Marte, excepto su instrumento de origen europeo HP3. Pues bien, llegan nuevas noticias de los intentos para que el topo pueda penetrar más bajo la superficie del planeta rojo.

Después de casi un año de tratar de excavar en la superficie marciana, la sonda de calor perteneciente al módulo de aterrizaje InSight está a punto de recibir un impulso. El equipo de la misión planea comandar la pala del brazo robótico de InSight para presionar el "topo", el mini conductor de pila diseñado para martillarse hasta 5 metros hacia abajo. Esperan que empujar hacia abajo la parte superior del topo, también llamada tapa trasera, evite que retroceda fuera de su agujero en Marte, como lo hizo dos veces en los últimos meses, después de casi enterrarse.

El topo se encontró atrapado el 28 de febrero de 2019, el primer día de martilleo. Desde entonces, el equipo de InSight determinó que el suelo aquí es diferente al que se ha encontrado en otras partes de Marte. InSight aterrizó en un área con una capa de óxido inusualmente gruesa o una capa de suelo cementado. En lugar de ser flojo y arenoso, como se esperaba, los gránulos de tierra se pegan entre sí.

El verano pasado, el equipo de InSight comenzó a usar la pala del brazo robótico para presionar el costado del topo, una técnica llamada "fijación", que agregaba la fricción suficiente para ayudarlo a cavar sin entrar en contacto con la frágil atadura científica conectada al topo. Si bien la fijación ayudó, el topo salió del suelo marciano en dos ocasiones, posiblemente por el marial que se acumulaba debajo. En octubre, ese uso del brazo para fijar el topo funcionó brevemente, permitiendo que el topo se enterrara en la superficie, solo para que rebotara parcialmente fuera del agujero. Un segundo intento llevó al topo a rebotar nuevamente parcialmente fuera del hoyo en enero.

Con pocas alternativas restantes, el equipo decidió intentar ayudar al topo a cavar presionando cuidadosamente su tapa trasera mientras intentaba evitar la cinta de comunicaciones. Podría tomar varios intentos el perfeccionar el empuje de la tapa trasera, tal como lo hizo la fijación. A finales de febrero y principios de marzo, el brazo de InSight se colocará en posición para que el equipo pueda probar lo que sucede mientras el topo golpea brevemente.

Mientras tanto, el equipo también está considerando usar la cuchara para mover más tierra en el agujero, que se ha formado alrededor del lunar. Esto podría agregar más presión y fricción, permitiéndole finalmente excavar. Se seguirá esta opción, en función de lo que pueda viajar el topo después del empuje de la tapa trasera.

Pero no todo en InSight es lo que sucede con el topo y el HP3, este lander también dejó en la superficie el sismómetro Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS), y este instrumento va dando sus frutos.

Mientras que el sismómetro de InSight ha estado esperando pacientemente el próximo gran marsquake para iluminar su interior y definir su estructura central de corteza-manto, dos científicos, Takashi Yoshizaki (Universidad de Tohoku) y Bill McDonough (Universidad de Tohoku y Universidad de Maryland, College Park) han descifrado un nuevo modelo compositivo para Marte. Utilizaron rocas de Marte y mediciones de satélites en órbita para predecir la profundidad hasta su límite núcleo-manto, a unos 1.800 km debajo de la superficie, y han podido sugerir que su núcleo contiene cantidades moderadas de azufre, oxígeno e hidrógeno como elementos ligeros.

El perfil sísmico de un planeta proporciona esta visión crítica. Cuando un terremoto sacude un planeta, las ondas de sonido viajan a través de su interior a velocidades controladas por su composición interna y temperatura. Los fuertes contrastes en la densidad, por ejemplo, roca contra acero, hacen que las ondas sonoras respondan de manera diferente, revelando la profundidad límite del manto central y los detalles de la composición probable de estas diferentes capas. Yoshizaki dice que "descubrimos que el núcleo de Mar es solo alrededor de un sexto de su masa, mientras que para la Tierra es un tercio de su masa". Estos hallazgos son consistentes con que Marte tiene más átomos de oxígeno que la Tierra, un núcleo más pequeño y una superficie roja oxidada. También encontraron una mayor abundancia de elementos volátiles, por ejemplo azufre y potasio, en Marte que en la Tierra, pero menos de estos elementos que en los meteoritos condríticos.

El sismómetro de la misión InSight de la NASA probará directamente este nuevo modelo de Marte cuando defina la profundidad hasta el límite del manto central de Marte. Tales modelos de composición para Marte y la Tierra proporcionan pistas sobre el origen y la naturaleza de los planetas y las condiciones para su habitabilidad. 

 

29 de diciembre de 2019, ahora cuando está finalizando el año 2019 los ingenieros de la DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) han podido observar como su topo del experimento Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) ha vuelto a hundirse en la arena de Marte.

Como puede ver en la imagen del sol 380, el topo ha vuelto a la posición que estaba a finales octubre, en el sol 322. El método que se aplicó para traer el topo fue fijando el topo con la pala del brazo robotizado de InSight, como se había hecho hasta el sol 318, cuando se decidió presionar la superficie. Podemos recordar que la fijación se abandonó cuando el topo sobresalía aproximadamente un centímetro y la fijación ya no era segura. Ahora estamos nuevamente cerca de un punto donde la fijación vuelve a no ser segura. Lo que causa riesgo es que la cuchara de fijación ejerza cierta presión horizontal sobre el topo. Cuando el topo es demasiado profundo, la pala puede oscilar sobre el mismo a lo largo de la tapa posterior y, por lo tanto, puede dañar la correa de comunicación de datos.

Se programó a una serie de envites y martilleo en los soles 346, 349, 366, 373 y 380, eligiendo el número de golpes de martillo que se realizarán con cuidado y de forma conservadora. Hay que hacer notar que el tiempo entre los soles de martilleo ha aumentado recientemente de 3 a 7, ya que el trabajo tuvo que pasar de operaciones tácticas a operaciones de monitoreo.

Aunque no se ha podido permitir la medición planificada del flujo de calor, las operaciones del topo permiten algunas conclusiones y modelos de las propiedades del regolito y del óxido en la superficie del planeta rojo. A partir de la tasa de penetración, se ha calculado una resistencia a la penetración por la parte dura de 300 kPa que sería consistente con una porosidad de >50% utilizando la teoría de penetración dinámica de cono. Este valor está cerca de la resistencia del óxido dúrico estimado a partir del corte previo en la superficie. A partir de las dimensiones de la punta de la cuchara y la fuerza ejercida por la cuchara, se estima una resistencia del óxido de aproximadamente 350 kPa.

La explicación más convincente para explicar el retroceso del topo, supone que el óxido dúrico está respaldado por arena sin cohesión. Debido a que la carga vertical se había relajado entre los soles 322 y 325, el topo rebotó cuando golpeamos el sol 325 (por falta de fricción en el casco). Durante el movimiento ascendente de un rebote, la arena fluyó y llenó parcialmente el pozo. Esto se repitió durante el siguiente rebote y así sucesivamente, por lo que el topo se movió lentamente hacia arriba. El movimiento se detuvo cuando la punta ya no estaba en la arena, sino que había entrado en la corteza dura. Si esta vista es correcta, el movimiento total hacia arriba del topo proporciona una estimación del grosor del óxido dúrico de aproximadamente 20 centímetros.

Después de Navidad y fin de año se reanudarán las operaciones para llevar el topo más abajo. Finalmente se decidirá en la semana del 6 de enero lo que hacer, pero los planes incluyen presionar la tapa posterior para bajarla unos centímetros más, presionar el regolito y el martillo para ver si el topo es lo suficientemente profundo como para proceder por sí mismo y/o llenando el pozo. Todas estas opciones están sobre la mesa, pero es posible que no se necesiten  o que precisemos de más. Todo esto lo veremos en el próximo 2020.

 

28 de octubre de 2019, malas, muy malas noticias del topo o sonda de calor en su trabajo de penetrar la superficie marciana.

Después de lo que parecía un rotundo éxito, al volver a comprobar que Heat Flow and Physical Properties Package (HP3) entraba algunos centímetros más en el suelo de Marte, imágenes recibidas desde InSight mostraban todo lo contario.

El instrumento de flujo de calor en el módulo de aterrizaje InSight sufrió un revés el 26 de octubre en sus esfuerzos por penetrar en la superficie marciana. Las imágenes devueltas al final de la jornada del 26 de octubre por el módulo de aterrizaje mostraron que la sonda, o topo, emergía de su agujero en la superficie. Las imágenes más recientes muestran la mayor parte del lunar ahora por encima del suelo.

Los ingenieros pasaron meses desarrollando planes para intentar que el topo volviera a moverse. A principios de este mes, informaron el éxito con el uso de la pala en el extremo del brazo robótico del módulo de aterrizaje para fijar el topo a un lado del agujero, aumentando su fricción y permitiendo que el instrumento se moviera más profundamente en la superficie. Ese progreso continuó en los últimos días incluso después de mover el brazo para que ya no inmovilizara el topo. "Las imágenes que obtuvimos el 23 y 24 de octubre muestran claramente que el topo había cavado más!", Escribió Tilman Spohn, investigador principal del instrumento en la agencia espacial alemana DLR. El topo, agregó, parecía estar penetrando en la superficie a un ritmo ligeramente más rápido que cuando fue sujetado por el brazo.

En esa publicación, Spohn dijo que su equipo le había ordenado al topo que realizara dos series de 150 golpes de martillo en un solo sol, o día marciano, el 326 para la misión. "Entonces aumentaremos el número de golpes por sol y esperamos verlo desaparecer de nuestra vista en el regolito marciano pronto", escribió.

Pero las imágenes devueltas después de ese martilleo mostraron que el topo había salido ostensiblemente de su agujero. "Mientras cavaba este fin de semana, el topo retrocedió hasta la mitad de su altura", anunció la misión a través de un par de tuits el 27 de octubre. "La evaluación preliminar apunta a propiedades inesperadas del suelo como la razón principal".

"Estamos analizando el problema y compartiremos lo que tenemos esta noche y proporcionaremos información más detallada mañana después de que los ingenieros hayan analizado los datos", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia de la NASA, en una serie separada de tuits el 27 de octubre.

¿Qué hacer a continuación? Primero, se quiere asegurar de que el topo no se volcará. Luego, se inspeccionará el orificio en el que se encuentra, cuya vista está bloqueada por la pala. Entonces se puede otra fijación tratando de llevar al topo de vuelta a donde estaba antes del reciente martilleo. Y comience nuevamente para que perfore debajo de la superficie.

Si no existen otras opciones, considerarían presionar con la pala del brazo robotizado hacia abajo directamente, en la parte superior del topo mientras intentan evitar la cinta sensible,  la cinta proporciona energía y transmite datos desde el instrumento.

 

26 de octubre de 2019, en el sol 318, el topo ejecutó 150 golpes más que acercaron la tapa del topo tan cerca de la cuchara del brazo robotizado que de continuar con la fijación ya no se consideraba seguro. En ese momento, el topo había cavado un total de 4-5 centímetros bajo fijación. Si hiciéramos que el Topo cavara aún más con la pala o cuchara, podría haberse movido debajo de la misma, en cuyo punto el brazo habría hecho un giro lateral incontrolado liberando la tensión. De esa manera, la cuchara podría haber golpeado y dañado la correa de transmisión de datos. Por lo tanto, en el sol 319, la tensión se liberó alejando un poco la pala del topo.

En el sol 322, la cuchara se movió un centímetro adicional hacia los lados y hacia abajo hasta 4 centímetros para presionar con fuerza el suelo. Por lo tanto, aumentamos la carga vertical en el topo aproximadamente el doble de la carga. Esto se considera no tan efectivo como la fijación pero debería ayudar al topo independientemente. Solo ordenamos que se ejecutaran 50 golpes de martillo ya que no pudimos obtener una confirmación previa de que la pala realmente se había movido hacia abajo. ¡Las imágenes que obtuvimos el 23 y 24 de octubre muestran claramente que el topo había cavado más! Posiblemente un poco más rápido que durante la fijación.

Hay que tener en cuenta que el topo se mueve a una velocidad relativamente pequeña de solo 0.1 milímetros por golpe. Este es un orden de magnitud menor que durante su penetración inicial por lo que podemos deducir de los datos disponibles, y mucho menor que a poca profundidad en el silo en el laboratorio bajo la gravedad de la Tierra. Una explicación es que el topo ha compactado la arena debajo durante los aproximadamente 8000 golpes que golpeó en el lugar en marzo. También es posible que el topo esté abriéndose camino a través de la grava o, lo que es menos probable, alrededor de una piedra. En cualquier caso, la tasa de progreso generalmente disminuye con la profundidad, pero aquí también podría aumentar en algunas de las próximas sesiones de martilleo.

Se ha ordenado al topo que realice 2 veces 150 golpes en el sol 325, interrumpido por un reajuste del empuje vertical para compensar la posible relajación del regolito, y esperamos ver al topo cavar aún más. Luego aumentaremos el número de golpes por sol y esperamos verlo desaparecer de nuestra vista en el regolito marciano pronto. Ese sería el punto en el que haríamos planes para liberar la primicia y usar el brazo para reemplazar la estructura de soporte.