InSight Lander de la NASA se dirige a Marte: cielo y telescopio

Elevándose con su cohete a través de una espesa niebla desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California, la última misión de la NASA tiene la intención de sondear profundamente en Marte y descifrar cómo se formó.

La NASA hizo historia esta mañana temprano, cuando su nave espacial InSight se convirtió en la primera nave espacial interplanetaria jamás lanzada desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en la costa de California.

Pero a pesar de la intensa anticipación, prácticamente nadie vio el despegue puntual del cohete Atlas V a las 4:05 am PDT. Para cuando la cuenta regresiva llegó a T=0, la niebla se había extendido desde la costa del Pacífico en gruesas olas que cubrieron por completo la ardiente desaparición de la vista. Incluso las cámaras ubicadas justo al lado de la plataforma de lanzamiento apenas revelaron el imponente cohete United Launch Alliance mientras se elevaba en la noche. Llamemos a este un lanzamiento de imagen imperfecta.

Sin embargo, sin inmutarse por las condiciones frías y húmedas, el propulsor y su carga útil volaron hacia el sur sobre el Océano Pacífico. La segunda etapa Centaur del vehículo se disparó primero para impulsar a InSight a una órbita polar temporal y luego nuevamente para empujarlo más allá de la velocidad de escape y hacia el espacio interplanetario. Menos de 85 minutos después de abandonar la Tierra, la nave espacial se dirigía a toda velocidad hacia Marte.

El lanzamiento desde California, en lugar del entorno más familiar de Cabo Cañaveral, fue posible después de que el equipo de la misión optara por utilizar un potente vehículo de lanzamiento Atlas-Centaur, que proporcionó un empuje más que suficiente para compensar el aumento de velocidad (debido a la rotación de la Tierra). que los cohetes disparados hacia el este desde Florida ganan.

Si todo sigue yendo bien, InSight llegará a Marte dentro de seis meses y medio, el 26 de noviembre, después de un viaje interplanetario de casi 500 millones de kilómetros (300 millones de millas). En lugar de disparar cohetes para entrar en órbita, la nave espacial descenderá directamente a la superficie del planeta. En el viaje con InSight hay dos microsatélites de demostración de tecnología, denominados Mars Cube A y B, que se liberaron poco después del cierre del Centaur y volarán más allá del planeta a fines de este año.

El nombre de la nave espacial es un «retroónimo» que significa Exploración interior mediante investigaciones sísmicas, geodesia y transporte de calor. El contratista principal Lockheed Martin Space modeló la nave espacial según el diseño del módulo de aterrizaje Phoenix de la NASA (que cayó cerca del polo norte marciano en 2008) con actualizaciones heredadas del orbitador MAVEN.

InSight llegará a la superficie unos 6 minutos después de entrar en la atmósfera marciana utilizando, como hizo Phoenix, una combinación de resistencia aerodinámica, paracaídas y propulsores activados por radar. Sin embargo, en comparación con Phoenix, InSight es más masivo (358 kg o 789 libras), llega a mayor velocidad (6,3 km por segundo o 14 100 mph) y tiene un lugar de aterrizaje a mayor altura (por lo que hay menos atmósfera para reducir su velocidad) .

Carga útil enfocada de InSight

Esta es una misión que lleva tres décadas en desarrollo. Los científicos planetarios han anhelado tener la oportunidad de sondear el interior profundo de Marte, un planeta que tiene una masa intermedia entre la Luna y la Tierra. Su geología superficial, examinada por una veintena de orbitadores y módulos de aterrizaje hasta la fecha, cuenta solo una parte de la historia marciana.

«Realmente no sabemos nada si no conocemos el interior», explica el investigador principal Bruce Banerdt (Jet Propulsion Laboratory).

Para comprender las circunstancias de la formación del Planeta Rojo, su composición general y el tamaño del núcleo, el manto y la corteza eventuales, se requiere el tipo de investigación geofísica dedicada que Banerdt concibió por primera vez a fines de la década de 1980, y que InSight realizará pronto. «Marte está atrasado para un chequeo», bromeó uno de los especialistas en asuntos públicos del JPL, e InSight «controlará el pulso, los reflejos y la temperatura del planeta».

Aquí hay un resumen del trío de instrumentos clave del módulo de aterrizaje:

Experimento Sísmico para Estructura Interior (SEIS): Los geofísicos esperan que los Marsquakes ocurran con bastante frecuencia, y el instrumento SEIS los detectará con una sensibilidad exquisita. Puede registrar desplazamientos del suelo tan pequeños como 2,5 × 10^-11 m — más pequeño que el diámetro de un átomo de hidrógeno. Estas vibraciones pueden surgir en la corteza de dos formas principales, explica el investigador Mark Panning (JPL): de las fuerzas de marea ejercidas por el satélite Fobos o del estrés de compresión a medida que el planeta continúa enfriándose y encogiendo su volumen.

Por lo general, se necesitan tres sismómetros ampliamente separados para identificar la ubicación, la profundidad y la fuerza de un terremoto. Pero SEIS compensa el hecho de ser una «red de una estación» al medir los diversos tiempos de llegada de las ondas primarias y secundarias de un terremoto a medida que viajan a través y alrededor del planeta (y tal vez cuando dan la vuelta al planeta por segunda vez). Al registrar suficientes perturbaciones profundas, junto con las provocadas por impactos de meteoritos, el equipo debe determinar el tamaño, la composición y el estado (líquido o sólido) del núcleo marciano.

La agencia espacial nacional de Francia, Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), dirigió el consorcio de investigadores de EE. UU., Reino Unido, Francia, Suiza y Alemania que proporcionó SEIS. Una vez que el brazo robótico de InSight coloque el SEIS en el suelo, cubrirá el instrumento con una cúpula protectora para aislarlo del viento y de las temperaturas extremas diurnas y nocturnas.

Sonda de flujo de calor y propiedades físicas (HPPP o HP³): Este instrumento conducirá un «topo» en forma de lanza hasta 5 m (17 pies) de profundidad en el suelo marciano, arrastrando un cable tachonado con una serie de sensores de temperatura. Su objetivo es calcular la velocidad a la que el calor se escapa del interior profundo del planeta.

«Conocer la estructura interior es importante», explica HP³ el líder de investigación Tilman Spohn (Centro Aeroespacial Alemán), «pero los planetas son motores que usan su calor interno para hacer geología en la superficie». Este experimento, dice, «determinará la velocidad a la que está funcionando el motor».

Con aproximadamente 40 cm (16 pulgadas) de largo y 2,7 ​​cm (1 pulgada) de ancho, el topo excavará 1 mm a la vez amartillando y soltando repetidamente un martillo con resorte. Debería alcanzar su profundidad prevista en el transcurso de un mes, después de dar 5.000 y 20.000 golpes de martillo (dependiendo de la compactación del suelo y si se encuentran pequeñas rocas). El Centro Aeroespacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, o DLR) suministró el HP³ paquete.

Experimento de Rotación y Estructura Interior (RISE), aunque una parte de la «carga útil» de la ciencia en realidad no implica un instrumento per se. En cambio, dos transpondedores en la plataforma principal de InSight recibirán un tono puro y no modulado de la Tierra en la frecuencia de radio de banda X (8,4 gigahercios) y retransmitirán esa misma frecuencia de vuelta a la Tierra. En esencia, los transpondedores actúan como espejos.

Pero la frecuencia recibida aquí en el suelo será diferente a la que se envió, porque se creará un desplazamiento Doppler a medida que Marte rota. Rastrear la rotación del planeta con mucha precisión es de lo que se trata RISE. Al analizar la señal RISE, los científicos de la misión pueden determinar la ubicación de la nave espacial dentro de los 10 cm (4 pulgadas) y, con el tiempo, determinar la orientación del eje polar marciano. «Para mí, eso es lo más cerca que puedes llegar a la magia y aún así ser ciencia», dice Banerdt.

El equipo espera usar los datos de RISE para rastrear la precesión de 165.000 años del eje de giro del planeta e incluso detectar oscilaciones mucho más pequeñas con períodos más cortos, llamadas nutaciones, que pueden ayudar a determinar el tamaño del núcleo marciano y si es en parte fundido.

Día de aterrizaje: 26 de noviembre de 2018

Los planificadores de misiones eligieron la mayoría de los sitios de aterrizaje anteriores en Marte en función de su intrigante complejidad geológica, pero no fue así con InSight. El objetivo es encontrar un lugar que esté cerca del ecuador (para asegurar que la luz del sol llegue a los paneles de las células solares) y cubierto con tierra suelta lo más libre de rocas posible (especialmente útil para el HP).³ y los esfuerzos de SEIS).

La ubicación seleccionada, centrada en 4,5°N, 135,9°E en el oeste de Elysium Planitia, encaja perfectamente. InSight tiene un par de cámaras, pero lo más probable es que las panorámicas resultantes muestren un paisaje plano y completamente aburrido. Y eso estaría bien con el equipo de la misión. Te dirán que, en este caso, la belleza geológica del planeta rojo es solo superficial, y que lo que esperan encontrar en el interior nos dirá el verdadero carácter de este mundo vecino.