El rover Perseverance Mars de la NASA tiene dos sensores de viento justo debajo de su mástil o «cabeza». Son parte de MEDA, un paquete de ciencia meteorológica que proporcionará datos vitales sobre la superficie marciana, especialmente el polvo en la atmósfera. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Sensores en NASA‘s Perseverance ayudará a prepararse para la futura exploración humana tomando medidas meteorológicas y estudiando las partículas de polvo.
marzo está a punto de recibir una nueva serie de informes meteorológicos, una vez que el rover Perseverance de la NASA descienda el 18 de febrero de 2021. Mientras recorre el cráter Jezero en busca de signos de vida microbiana antigua, Perseverance recogerá las primeras muestras planetarias para regresar a la Tierra en una misión futura . Pero el rover también proporcionará datos atmosféricos clave que ayudarán a que los futuros astronautas del Planeta Rojo sobrevivan en un mundo sin oxígeno respirable, temperaturas bajo cero, tormentas de polvo en todo el planeta e intensa radiación del Sol.
El instrumento detrás de los datos meteorológicos se llama MEDA, abreviatura de Mars Environmental Dynamics Analyzer. Parte de su objetivo es recopilar lo básico: temperatura, velocidad y dirección del viento, presión y humedad relativa. Los modelos de temperatura en el lugar de aterrizaje de Perseverance oscilan entre un promedio de menos 126 grados Fahrenheit (menos 88 grados Celsius) por la noche a menos 9 grados Fahrenheit (menos 23 grados Celsius) por la tarde.
Junto con los instrumentos meteorológicos a bordo del rover Curiosity de la NASA y el módulo de aterrizaje InSight, las tres naves espaciales crearán «la primera red meteorológica en otro planeta», dijo José Antonio Rodríguez-Manfredi, investigador principal de MEDA en el Centro de Astrobiología (CAB) en el Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial en Madrid, España.
SkyCam es una cámara que mira hacia el cielo a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA. Como parte de MEDA, el conjunto de instrumentos meteorológicos del rover, SkyCam tomará imágenes y videos de las nubes que pasan por el cielo marciano. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Pero una diferencia clave entre MEDA y sus predecesores es que también medirá la cantidad, forma y tamaño de las partículas de polvo en la atmósfera marciana. El polvo es una consideración importante para cualquier misión a la superficie en Marte. Lo cubre todo, incluidas las naves espaciales y los paneles solares que puedan tener. También impulsa procesos químicos tanto en la superficie como en la atmósfera, y afecta la temperatura y el clima. El equipo de Perseverance quiere aprender más sobre estas interacciones; hacerlo también ayudará al equipo a planificar las operaciones del helicóptero Ingenuity Mars.
“Entender el polvo marciano es muy importante para esta misión”, dijo Rodríguez-Manfredi. “Esos finos granos de polvo se levantan de la superficie y cubren todo el planeta. No sabemos cómo los vientos marcianos y los cambios de temperatura pueden causar esas tormentas de polvo globales, pero esta será información importante para futuras misiones «.
Si bien esas tormentas no soplan con la fuerza que se ve en las películas (la atmósfera de Marte es demasiado delgada para eso), pueden crear una gruesa capa de polvo. Una tormenta de polvo global en el verano de 2018 puso fin a la misión del rover más experimentado de la NASA, el Opportunity, que funciona con energía solar, después de casi 15 años de operaciones.
Incluso en días tranquilos, el polvo en Marte es omnipresente e invasivo.
Uno de los dos sensores de viento surge del mástil del rover Perseverance Mars de la NASA. Estos sensores son parte de la instrumentación meteorológica de Perseverance, llamada MEDA. Crédito: NASA / JPL-Caltech
MEDA podrá medir los detalles del ciclo diurno del polvo: “Sabemos que la atmósfera esencialmente agita el polvo al mediodía. Luego, durante la noche, cuando las temperaturas bajan, la atmósfera se estabiliza y hay menos polvo ”, dijo Manuel de la Torre Juárez, investigador principal adjunto de MEDA en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. «Queremos saber más porque a medida que nuestras misiones a Marte se hacen más grandes, las consideraciones sobre el polvo también podrían volverse más relevantes».
Los astronautas del Apolo descubrieron que el polvo lunar era una molestia general, se metía en los anillos de los cascos, se pegaba a los trajes espaciales y afectaba los sistemas de enfriamiento de los trajes espaciales. Las misiones Apolo en la Luna solo duraron unos días. Las misiones humanas a Marte probablemente serán mucho más largas, por lo que los nuevos datos sobre los ciclos diarios del polvo beneficiarán a los planificadores de misiones, así como a los diseñadores de naves y trajes espaciales.
Frío y nublado con mucha radiación
El polvo en el aire incluso influye en la cantidad de radiación solar que bombardea la superficie marciana. En la Tierra, nuestra atmósfera, junto con el campo magnético de nuestro planeta, nos protege de la radiación. Pero no hay un campo magnético global en Marte, y su atmósfera es solo el 1% de la densidad de la Tierra. Así que medir el polvo y la radiación van de la mano, especialmente para el diseño de trajes espaciales.
“La radiación es probablemente la condición más extrema para los astronautas”, dijo Rodríguez-Manfredi. «Los trajes que protegen a los astronautas de esta radiación serán cruciales».
Con ese fin, SkyCam de MEDA fotografiará y hará videos del cielo y las nubes mientras monitorea el brillo del cielo en una variedad de longitudes de onda para ayudarnos a comprender mejor el entorno de radiación en Marte.
“Tendremos nuestra propia cámara para monitorear esas nubes y la opacidad, y la cantidad de polvo u otros aerosoles en la atmósfera que pueden estar cambiando la intensidad de la radiación solar”, dijo Rodríguez-Manfredi. «Podremos ver cómo cambia la cantidad de polvo en la atmósfera cada hora».
La información también beneficiará la búsqueda de Perseverancia de vidas pasadas. Como en la Tierra, si alguna vez existió vida en Marte, probablemente se basó en moléculas orgánicas. La radiación solar puede alterar los rastros de esa vida pasada en las rocas, y los datos de MEDA ayudarán a los científicos a comprender esos cambios.
Limpiando el aire
Los datos de MEDA ayudarán a otro instrumento sobre la perseverancia: el Experimento de utilización de recursos in situ de oxígeno de Marte (MOXIE). MOXIE demostrará una tecnología que los futuros exploradores podrían usar para producir oxígeno que puede usarse como propulsor de cohetes y para respirar. Para que dispositivos como MOXIE tengan éxito, los planificadores de misiones necesitarán más información sobre a qué se enfrentan. «¿Están consiguiendo una atmósfera limpia?» dijo de la Torre Juárez. “¿Tienen una atmósfera polvorienta? ¿Este polvo terminará esencialmente llenando los filtros de aire o no? Pueden identificar momentos del día en los que es mejor ejecutar MOXIE, en lugar de momentos en los que es mejor no ejecutarlo «.
Para tomar sus medidas, MEDA se despertará cada hora, día y noche, ya sea que Perseverance esté errante o durmiendo la siesta. Eso creará un flujo casi constante de información para ayudar a llenar los vacíos en nuestro conocimiento sobre la atmósfera marciana.
Más sobre la misión
Un objetivo científico clave para la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolitos marcianos (rocas y polvo rotos).
Las misiones posteriores, actualmente bajo consideración por la NASA en cooperación con la Agencia Espacial Europea, enviarían naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras almacenadas en caché de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.
La misión Mars 2020 es parte de un programa más amplio que incluye misiones a la Luna como una forma de prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo. Encargada de devolver astronautas a la Luna para el 2024, la NASA establecerá una presencia humana sostenida en la Luna y sus alrededores para el 2028 a través de los planes de exploración lunar Artemis de la NASA.
JPL, que es administrado para la NASA por Caltech en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.