Hace doce años, la NASA aterrizó su laboratorio científico de seis ruedas utilizando una nueva y audaz tecnología que baja el explorador utilizando un propulsor robótico.
La misión del rover Curiosity de la NASA está celebrando una docena de años en el Planeta Rojo, donde el científico de seis ruedas continúa haciendo grandes descubrimientos mientras asciende lentamente por las laderas de una montaña marciana. El solo hecho de aterrizar con éxito en Marte es una hazaña, pero la misión Curiosity fue varios pasos más allá el 5 de agosto de 2012, cuando aterrizó con una nueva y audaz técnica: la maniobra de la grúa aérea.
Un cohete robótico en picado llevó a Curiosity a su zona de aterrizaje y lo bajó a la superficie con cuerdas de nailon, luego cortó las cuerdas y voló para realizar un aterrizaje forzoso controlado de manera segura fuera del alcance del rover.
Por supuesto, todo esto estaba fuera de la vista del equipo de ingeniería de Curiosity, que estaba sentado en el control de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, esperando siete minutos agonizantes antes de estallar de alegría cuando recibieron la señal de que el rover había aterrizado con éxito.
La maniobra de la grúa aérea nació de la necesidad: Curiosity era demasiado grande y pesado para aterrizar como lo habían hecho sus predecesores. encerrado en bolsas de aire que rebotó en la superficie marciana. La técnica también agregó más precisión, lo que llevó a una elipse de aterrizaje más pequeña.
Durante el aterrizaje en febrero de 2021 de Perseverance, el nuevo explorador marciano de la NASA, la tecnología de la grúa aérea fue aún más precisa: la adición de algo llamado Navegación relativa al terreno permitió que el rover del tamaño de un SUV aterrizara de manera segura en un antiguo lecho del lago plagado de rocas y cráteres.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
El JPL ha estado involucrado en los aterrizajes de la NASA en Marte desde 1976, cuando el laboratorio trabajó con el Centro de Investigación Langley de la agencia en Hampton, Virginia, en los dos módulos de aterrizaje estacionarios Viking, que aterrizaron utilizando costosos motores de descenso regulados.
Para el desembarco del avión en 1997 Buscador de Marte En la misión, el JPL propuso algo nuevo: mientras el módulo de aterrizaje colgaba de un paracaídas, un conjunto de bolsas de aire gigantes se inflaría a su alrededor. Luego, tres retrocohetes a medio camino entre las bolsas de aire y el paracaídas harían que la nave espacial se detuviera sobre la superficie, y la nave espacial con las bolsas de aire caería aproximadamente 66 pies (20 metros) hacia Marte, rebotando numerosas veces, a veces hasta 50 pies (15 metros) de altura, antes de detenerse.
Funcionó tan bien que la NASA utilizó la misma técnica para aterrizar los rovers Spirit y Opportunity en 2004. Pero esa vez, solo había unos pocos lugares en Marte donde los ingenieros estaban seguros de que la nave espacial no encontraría una característica del paisaje que pudiera perforar los airbags o hacer que el bulto rodara sin control cuesta abajo.
“Apenas encontramos tres lugares en Marte que pudiéramos considerar con seguridad”, dijo Al Chen del JPL, quien tuvo roles críticos en los equipos de ingreso, descenso y aterrizaje tanto de Curiosity como de Perseverance.
También quedó claro que los airbags simplemente no eran viables para un explorador tan grande y pesado como Curiosity. Si la NASA quería hacer aterrizar naves espaciales más grandes en lugares científicamente más interesantes, se necesitaba mejor tecnología.
A principios de 2000, los ingenieros comenzaron a jugar con el concepto de un sistema de aterrizaje “inteligente”. Habían aparecido nuevos tipos de radares que proporcionaban lecturas de velocidad en tiempo real, información que podía ayudar a las naves espaciales a controlar su descenso. Se podía utilizar un nuevo tipo de motor para empujar la nave espacial hacia lugares específicos o incluso proporcionar algo de sustentación, alejándola de un peligro. La maniobra de la grúa aérea estaba tomando forma.
Rob Manning, miembro del JPL, trabajó en el concepto inicial en febrero de 2000 y recuerda la recepción que tuvo cuando la gente vio que colocaba el jetpack encima del rover en lugar de debajo de él.
“La gente estaba confundida con eso”, dijo. “Asumieron que la propulsión siempre estaría por debajo de ti, como se ve en la vieja ciencia ficción, cuando un cohete aterriza en un planeta”.
Manning y sus colegas querían poner la mayor distancia posible entre el suelo y esos propulsores. Además de remover los escombros, los propulsores de un módulo de aterrizaje podían cavar un agujero del que un explorador no podría salir. Y aunque en misiones anteriores se había utilizado un módulo de aterrizaje que albergaba a los exploradores y extendía una rampa para que descendieran, colocar los propulsores sobre el explorador significaba que sus ruedas podían tocar directamente la superficie, actuando efectivamente como tren de aterrizaje y ahorrando el peso adicional de llevar una plataforma de aterrizaje.
Pero los ingenieros no estaban seguros de cómo suspender un gran rover de cuerdas sin que se balanceara sin control. Al observar cómo se había resuelto el problema para los enormes helicópteros de carga en la Tierra (llamados grúas aéreas), se dieron cuenta de que el jetpack de Curiosity necesitaba poder detectar el balanceo y controlarlo.
“Toda esa nueva tecnología te da la posibilidad de llegar al lugar correcto en la superficie”, dijo Chen.
Lo mejor de todo es que el concepto podría reutilizarse para naves espaciales más grandes, no solo en Marte, sino en otras partes del sistema solar. “En el futuro, si se desea un servicio de entrega de carga útil, se podría usar fácilmente esa arquitectura para descender a la superficie de la Luna o a otro lugar sin siquiera tocar el suelo”, dijo Manning.
Más sobre la misión
Curiosity fue construido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que está gestionado por Caltech en Pasadena, California. El JPL lidera la misión en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington.
Para obtener más información sobre Curiosity, visite:
science.nasa.gov/mission/msl-curiosity
Andrés Bueno
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.
818-393-2433
Andrew C. Good, JPL.NASA.GOV
Karen Fox y Alana Johnson
Sede de la NASA, Washington
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karen.c.fox@nasa.gov / alana.r.johnson@nasa.gov
2024-104
