La maravillosa historia interna del aterrizaje Mars InSight de la NASA (y toda la ciencia interesante por venir)

Por primera vez, los científicos de la NASA profundizarán en otro planeta para comprender su funcionamiento interno.

El laboratorio de propulsión a chorro zumba de alivio al recibir Mars InSight de forma segura en la superficie de Marte. El aterrizaje de hoy fue absolutamente perfecto, incluso los males experimentales en vivo de los cubos MarCo entregando con éxito no solo la telemetría en la entrada, el descenso y el aterrizaje, sino también la entrega de la primera foto de InSight en minutos.

Viajamos más de mil millas para llegar al Laboratorio de Propulsión a Chorro para estar fuera de control, cuando Mars InSight enfrentó la última y más nerviosa etapa de su viaje a Marte. Llegué temprano, observando a los ciervos y disfrutando de la última calma, antes de que se desbordara una corriente cada vez más densa de científicos, ingenieros y reporteros. Todos estamos aquí para el momento más interesante y aterrador de una misión: entrada, descenso y aterrizaje.

Seis años después de que se financiara la misión y seis meses después del lanzamiento (cuando presencié a las 03:00 un leve gruñido perdido en la espesa niebla), Mars InSight enfrentó los últimos seis (y medio) minutos de terror para frenar su movimiento interplanetario. corre a la Tierra para llegar fácilmente a la superficie.

A las 11:00, hora local, nos reunimos justo afuera de la misión de control para observar los últimos momentos de la aproximación de InSight a Marte. El estado de ánimo era tranquilo, cauteloso, pero optimista. Nadie quería hacer trampa en el aterrizaje, pero confiaron en años de arduo trabajo y planificación de pagos. “Estoy emocionado, pero todas las preocupaciones que habrían marcado la diferencia fueron hace años”, me dijo el geólogo planetario e ingeniero de sistemas de instrumentos Troy Lee Hudson el día antes del aterrizaje. “En este punto, la preocupación no cambiaría nada”.

La dinámica orbital es implacable. La corrección final de la trayectoria se realizó el domingo por la tarde, una quema rápida para cambiar el punto de aterrizaje previsto del InSight unos kilómetros más adelante en el Elysium Planitia. Después de eso, todo lo que cualquiera podía hacer era esperar y confiar en que, con décadas de experiencia para usar, se habían anticipado todas las contingencias.

“Aterrizar en Marte es un desafío”, me dijo el domingo Lori Glaze, directora interina de la División de Ciencias Planetarias de la NASA. “Como especie, la humanidad solo tiene un 40% de éxito en la realización de misiones en Marte”.

Después de implementar las matrices solares, el próximo gran desafío es evaluar exactamente dónde aterrizó el robot. Elysium Planitia se eligió especialmente por ser grande, plano y aburrido, con la menor cantidad de rocas posible. A diferencia de las misiones anteriores en las que los rovers y los módulos de aterrizaje estudiaron las rocas superficiales, los accidentes geográficos y la geología, InSight tiene la tarea de mirar profundamente en la superficie.

Esto es lo que me hace tan amado por este robot y por qué viajé mil millas para ver su lanzamiento y otras mil para estar en Mission Control mientras aterrizaba.

Aunque adoro a todos nuestros exploradores robóticos, Mars InSight es mi pariente robótico. Soy un geofísico de campo, un tipo de científico que usa equipos de lujo en la naturaleza, instalando frágiles instrumentos expuestos al viento, la lluvia y los osos, todo para tratar de revelar secretos subterráneos. Si bien InSight pasa por encima de los osos e intercambia helicópteros con un cohete, está equipado con una versión más sensible de las sondas de flujo de calor y los sismómetros que usamos en el campo. Y eso significa que, por primera vez, Mars InSight utilizará la geofísica para profundizar en otro planeta y desentrañar la estructura misma de Marte y los secretos de su pasado.

Nuestro sistema solar tiene solo un puñado de planetas rocosos: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. “Comprender el interior de Marte nos ayuda a tener una mejor idea de cómo se forman y evolucionan estos tipos de planetas rocosos con el tiempo”, dice Glaze. Tanto la Tierra como Marte se formaron hace cuatro mil quinientos millones de años, pero a diferencia de la Tierra, donde nuestra historia geológica ha sido erosionada, deformada y reciclada por las placas tectónicas, Marte está congelado en el tiempo. “Marte después de unas pocas decenas a cientos de millones de años se detuvo y mantuvo la apariencia de su interior”, dice Glaze.

Mars InSight parece un módulo de aterrizaje que hemos visto antes; en realidad, reutiliza el cuerpo previamente probado del módulo de aterrizaje Phoenix, que investigó el agua en el Polo Norte marciano. Pero ahí es donde terminan las similitudes. “En Phoenix, levantamos la tierra con la cuchara del brazo robótico y la entregamos para su análisis a los instrumentos de la nave espacial”, dijo Hudson, quien comenzó a trabajar en Phoenix solo tres semanas antes de aterrizar en 2008. InSight, recogí el instrumentos de la nave espacial y ponerlos en el suelo, lo que no he hecho antes “.

Estas herramientas son engañosamente simples para las ondas científicas que envuelven. InSight lleva un sismómetro para detectar las vibraciones débiles de los terremotos, una estación meteorológica, una sonda de flujo de calor (o topo) para medir cómo cambia la temperatura en la corteza marciana y una señal de radio que medirá las oscilaciones más pequeñas en la órbita de Marte. .

Marte no tiene placas tectónicas como la Tierra, pero eso no significa que sea silencioso. En cambio, cualquier cosa, desde el impacto de los meteoros hasta una ligera contracción y chirridos cuando el planeta se enfría, puede desencadenar ondas sísmicas, al igual que los terremotos producen ondas sísmicas en la Tierra. Al igual que en la Tierra, diferentes tipos de ondas sísmicas se moverán a diferentes velocidades, dependiendo del material por el que viajen, lo que ayudará a los científicos a reconstruir el grosor y la composición del núcleo, el manto y la corteza marcianos.

Pero el sismómetro es tan sensible que no solo medirá señales sísmicas. “No solo puede medir pequeños cambios a medida que las rocas se mueven, sino que también medirá si el viento pasa y sopla sobre ellas o si cambia la presión del aire”, dice Glaze. Es por eso que InSight tiene una estación meteorológica tan elegante; de ​​esta manera, los científicos no solo pueden estudiar el clima, sino también asegurarse de que el sismómetro mida señales que les informen sobre el interior de Marte y no sobre sus condiciones atmosféricas.

La sonda de flujo de calor es diferente de cualquier otro instrumento que haya existido. Aproximadamente del diámetro de una moneda y la longitud del antebrazo, chocará de tres a casi cinco metros en Marte, luego tomará la temperatura del planeta.

“El calor del interior del planeta es indicativo de la energía disponible para impulsar el proceso geológico”, dice Hudson. Esto hace que los científicos tengan una gran curiosidad por saber si otros planetas rocosos comenzaron con los mismos informes de elementos radiactivos que nosotros en la Tierra o algo diferente. “Conocemos la física de los elementos radiactivos”, dice Hudson, “así que una vez que medimos el calor ahora, podemos dar marcha atrás y ver cómo era Marte hace cuatro mil quinientos millones de años cuando se formó por primera vez”.

“Cuando Marte orbita su órbita alrededor del Sol, se sacude un poco”, explica Glaze. Este movimiento será captado por la señal del experimento de radio directamente en la Tierra. Incluso los cambios más pequeños revelarán información sobre si el núcleo de Marte es sólido, fundido o en algún punto intermedio. “¡Es un experimento tan simple y, sin embargo, nos dirá mucho sobre cómo es el núcleo!”

Trasladar instrumentos científicos de un robot a un planeta parece simple, pero es absolutamente esencial para que el equipo lo haga bien. “Si el sismómetro no llega al suelo, no puede hacer su trabajo”, dice Hudson. “La sonda de flujo de calor debe llegar al suelo porque no puede atravesar la cubierta”. Para mejorar sus posibilidades de éxito, el equipo se lo tomará con calma. Muy, muy lento.

Antes de que se levante un solo instrumento de la nave espacial, el equipo pasará por un sinfín de escenarios con su modelo terrestre en el banco de pruebas del laboratorio In Situ del JPL. Tan pronto como InSight realice todas las comprobaciones de sus herramientas para asegurarse de que todos los sistemas estén en buen estado, se centrará en fotografiar su entorno. Los ingenieros en la Tierra usarán esas imágenes para recrear un modelo topográfico utilizando un regolito marciano simulado, una caja de arena de fantasía, donde un recubrimiento holográfico les ayudará a copiar el medio ambiente. Una vez que la combinación sea perfecta, practicarán levantando con cuidado el sismómetro y la sonda de flujo de calor, colocándolos lo más lejos posible entre sí y el módulo de aterrizaje.

La cámara zumba ahora, la risa se desvanece y la suerte estalla a medida que se lee cada nueva actualización de estado desde Mission Control. Mientras todos esperamos saber que se han instalado los moldes solares, lo que convierte a Mars InSight en una nave espacial con propulsión sostenible en la superficie, el optimismo es alto, todo va perfectamente hasta ahora.

¡Ahora es el momento de comenzar la verdadera misión!

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– Dentro de la filosofía intensamente política de los juegos de Fallout.

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