En diciembre de 2012, la misión de dos años de Curiosity se extendió indefinidamente [10] y el 5 de agosto de 2017, la NASA celebró el quinto aniversario del aterrizaje del rover Curiosity . [11] [12] El 6 de agosto de 2022, se informó una descripción detallada de los logros del rover Curiosity durante los últimos diez años. [13] El rover todavía está operativo y, al 3 de marzo de 2024, Curiosity ha estado activo en Marte durante 4114 soles (4227 días en total ; 11 años, 210 días ) desde su aterrizaje (ver estado actual ).
El Equipo del Proyecto Curiosity /Laboratorio Científico de Marte de la NASA/JPL recibió el Trofeo Robert J. Collier 2012 de la Asociación Nacional de Aeronáutica "En reconocimiento a los extraordinarios logros del aterrizaje exitoso del Curiosity en Marte, el avance de las capacidades tecnológicas y de ingeniería de la nación y la mejora significativa comprensión de la humanidad sobre los antiguos entornos habitables marcianos". [14] El diseño del rover Curiosity sirve como base para la misión Perseverance 2021 de la NASA , que lleva diferentes instrumentos científicos.
Misión
Metas y objetivos
Animación del rover Curiosity , mostrando sus capacidades.
Según lo establecido por el Programa de Exploración de Marte , los principales objetivos científicos de la misión MSL son ayudar a determinar si Marte alguna vez pudo haber albergado vida , así como determinar el papel del agua , y estudiar el clima y la geología de Marte . [8] [9] Los resultados de la misión también ayudarán a prepararse para la exploración humana. [9] Para contribuir a estos objetivos, MSL tiene ocho objetivos científicos principales: [15]
Caracterizar el amplio espectro de radiación superficial, incluida la radiación galáctica y cósmica , eventos de protones solares y neutrones secundarios . Como parte de su exploración, también midió la exposición a la radiación en el interior de la nave espacial mientras viajaba a Marte, y continúa con las mediciones de radiación mientras explora la superficie de Marte. Estos datos serían importantes para una futura misión tripulada . [dieciséis]
Aproximadamente un año después de la misión a la superficie, y habiendo evaluado que el antiguo Marte podría haber sido hospitalario para la vida microbiana, los objetivos de la misión MSL evolucionaron hacia el desarrollo de modelos predictivos para el proceso de preservación de compuestos orgánicos y biomoléculas ; una rama de la paleontología llamada tafonomía . [17] La región que se pretende explorar ha sido comparada con la región de las Cuatro Esquinas del oeste de América del Norte . [18]
Nombre
Un panel de la NASA seleccionó el nombre Curiosity luego de un concurso estudiantil a nivel nacional que atrajo más de 9.000 propuestas a través de Internet y correo. Una estudiante de sexto grado de Kansas , Clara Ma, de 12 años, de la escuela primaria Girasol en Lenexa, Kansas , presentó la propuesta ganadora. Como premio, Ma ganó un viaje al Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California , donde firmó su nombre directamente en el rover mientras lo ensamblaban. [19]
Ma escribió en su ensayo ganador:
La curiosidad es una llama eterna que arde en la mente de todos. Me hace levantarme de la cama por la mañana y preguntarme qué sorpresas me deparará la vida ese día. La curiosidad es una fuerza muy poderosa. Sin él, no seríamos quienes somos hoy. La curiosidad es la pasión que nos impulsa en nuestra vida cotidiana. Nos hemos convertido en exploradores y científicos con nuestra necesidad de hacer preguntas y maravillarnos. [19]
Costo
Ajustado a la inflación, Curiosity tiene un costo de ciclo de vida de 3.200 millones de dólares en dólares de 2020. En comparación, el rover Perseverance 2021 tiene un costo de ciclo de vida de 2.900 millones de dólares. [20]
Especificaciones del rover y del módulo de aterrizaje
Dos ingenieros del Jet Propulsion Laboratory junto a tres vehículos ofrecen una comparación del tamaño de tres generaciones de vehículos exploradores de Marte. Al frente y en el centro a la izquierda está el repuesto de vuelo del primer rover de Marte, Sojourner , que aterrizó en Marte en 1997 como parte del Proyecto Mars Pathfinder . A la izquierda hay un vehículo de prueba Mars Exploration Rover (MER) que es hermano funcional del Spirit y Opportunity , que aterrizó en Marte en 2004. A la derecha hay un vehículo de prueba para el Mars Science Laboratory , que aterrizó como Curiosity en Marte en 2012. El Sojourner mide 65 cm (26 pulgadas) de largo. Los Mars Exploration Rovers (MER) miden 1,6 m (5 pies 3 pulgadas) de largo. La curiosidad de la derecha mide 3 m (9,8 pies) de largo.
El Curiosity mide 2,9 m (9 pies 6 pulgadas) de largo por 2,7 m (8 pies 10 pulgadas) de ancho por 2,2 m (7 pies 3 pulgadas) de alto, [21] más grande que los Mars Exploration Rovers, que miden 1,5 m (4 pies 11 pulgadas). pulgadas) de largo y tienen una masa de 174 kg (384 lb), incluidos 6,8 kg (15 lb) de instrumentos científicos. [22] [23] [24] En comparación con Pancam en los Mars Exploration Rovers, el MastCam-34 tiene una resolución espacial 1,25 veces mayor y el MastCam-100 tiene una resolución espacial 3,67 veces mayor. [25]
Curiosity tiene una carga útil avanzada de equipo científico en Marte. [26] Es el cuarto rover robótico de la NASA enviado a Marte desde 1996. Los rovers exitosos anteriores en Marte son Sojourner de la misión Mars Pathfinder (1997) y los rovers Spirit (2004-2010) y Opportunity (2004-2018) de Mars Exploration. Misión rover .
Curiosity comprendía el 23% de la masa de la nave espacial de 3.893 kg (8.583 lb) en el momento del lanzamiento. La masa restante fue desechada durante el proceso de transporte y aterrizaje.
Dimensiones : Curiosity tiene una masa de 899 kg (1982 lb), incluidos 80 kg (180 lb) de instrumentos científicos. [22] El rover mide 2,9 m (9 pies 6 pulgadas) de largo por 2,7 m (8 pies 10 pulgadas) de ancho por 2,2 m (7 pies 3 pulgadas) de alto. [21]
El chasis principal en forma de caja forma la Warm Electronics Box (WEB). [27] : 52
Los sistemas de energía radioisotópica (RPS) son generadores que producen electricidad a partir de la desintegración de isótopos radiactivos , como el plutonio-238 , que es un isótopo no fisible del plutonio. El calor emitido por la desintegración de este isótopo genera energía eléctrica mediante termopares , proporcionando energía constante durante todas las estaciones y durante el día y la noche. El calor residual también se utiliza a través de tuberías para calentar los sistemas, liberando energía eléctrica para el funcionamiento del vehículo y los instrumentos. [28] [29] El RTG de Curiosity funciona con 4,8 kg (11 lb) de dióxido de plutonio-238 suministrado por el Departamento de Energía de EE. UU . [30]
El RTG de Curiosity es el generador termoeléctrico de radioisótopos multimisión (MMRTG), diseñado y construido por Rocketdyne y Teledyne Energy Systems bajo contrato con el Departamento de Energía de EE. UU. , [31] y alimentado y probado por el Laboratorio Nacional de Idaho . [32] Basado en la tecnología RTG heredada, representa un paso de desarrollo más flexible y compacto, [33] y está diseñado para producir 110 vatios de energía eléctrica y alrededor de 2000 vatios de energía térmica al inicio de la misión. [28] [29] El MMRTG produce menos energía con el tiempo a medida que su combustible de plutonio se desintegra: en su vida útil mínima de 14 años, la producción de energía eléctrica se reduce a 100 vatios. [34] [35] La fuente de energía genera 9 MJ (2,5 kWh) de energía eléctrica cada día, mucho más que los paneles solares de los ahora retirados Mars Exploration Rovers , que generaban alrededor de 2,1 MJ (0,58 kWh) cada día. La salida eléctrica del MMRTG carga dos baterías recargables de iones de litio . Esto permite que el subsistema de energía cumpla con las demandas máximas de energía de las actividades del rover cuando la demanda excede temporalmente el nivel de salida constante del generador. Cada batería tiene una capacidad de unos 42 amperios hora .
Sistema de rechazo de calor : las temperaturas en el lugar de aterrizaje varían según la estación y el sistema térmico calienta el rover según sea necesario. El sistema térmico lo hace de varias formas: pasivamente, mediante la disipación a componentes internos; por calentadores eléctricos ubicados estratégicamente en componentes clave; y mediante el uso del sistema de rechazo de calor del rover (HRS). [27] Utiliza fluido bombeado a través de 60 m (200 pies) de tubería en el cuerpo del rover para que los componentes sensibles se mantengan a temperaturas óptimas. [36] El circuito de fluido tiene el propósito adicional de rechazar el calor cuando el rover se ha calentado demasiado, y también puede recolectar el calor residual de la fuente de energía bombeando fluido a través de dos intercambiadores de calor que están montados junto al RTG. El HRS también tiene la capacidad de enfriar componentes si es necesario. [36]
Las computadoras RCE utilizan la unidad central de procesamiento (CPU) RAD750 , que es la sucesora de la CPU RAD6000 de los Mars Exploration Rovers. [39] [40] La CPU IBM RAD750, una versión reforzada contra radiación del PowerPC 750 , puede ejecutar hasta 400 millones de instrucciones por segundo (MIPS), mientras que la CPU RAD6000 es capaz de ejecutar hasta solo 35 MIPS. [41] [42] De los dos ordenadores de a bordo, uno está configurado como respaldo y se hará cargo en caso de problemas con el ordenador principal. [37] El 28 de febrero de 2013, la NASA se vio obligada a cambiar a la computadora de respaldo debido a un problema con la memoria flash de la computadora activa, lo que provocó que la computadora se reiniciara continuamente en un bucle. La computadora de respaldo se encendió en modo seguro y posteriormente volvió al estado activo el 4 de marzo de 2013. [43] El mismo problema ocurrió a fines de marzo, y se reanudaron las operaciones completas el 25 de marzo de 2013. [44]
El rover tiene una unidad de medición inercial (IMU) que proporciona información de 3 ejes sobre su posición, que se utiliza en la navegación del rover. [37] Las computadoras del rover se autocontrolan constantemente para mantenerlo operativo, por ejemplo, regulando la temperatura del rover. [37] Actividades como tomar fotografías, conducir y operar los instrumentos se realizan en una secuencia de comandos que se envía desde el equipo de vuelo al rover. [37] El rover instaló su software de operaciones de superficie completa después del aterrizaje porque sus computadoras no tenían suficiente memoria principal disponible durante el vuelo. El nuevo software esencialmente reemplazó al software de vuelo. [7]
El rover tiene cuatro procesadores. Uno de ellos es un procesador SPARC que hace funcionar los propulsores y los motores de la etapa de descenso del rover mientras desciende a través de la atmósfera marciana . Otros dos son procesadores PowerPC : el procesador principal, que maneja casi todas las funciones terrestres del rover, y el procesador de respaldo. El cuarto, otro procesador SPARC , controla el movimiento del rover y forma parte de su caja controladora de motor . Los cuatro procesadores son de un solo núcleo . [45]
Comunicaciones
Curiosity transmite a la Tierra directamente o mediante tres satélites de retransmisión en la órbita de Marte.
Comunicaciones : Curiosity está equipado con una importante redundancia de telecomunicaciones por varios medios: un transmisor y receptor de banda X que puede comunicarse directamente con la Tierra , y una radio definida por software Electra-Lite de frecuencia ultra alta (UHF) para comunicarse con los orbitadores de Marte. [27] La comunicación con los orbitadores es la ruta principal para el retorno de datos a la Tierra, ya que los orbitadores tienen más potencia y antenas más grandes que el módulo de aterrizaje, lo que permite velocidades de transmisión más rápidas. [27] Las telecomunicaciones incluían un pequeño transpondedor de espacio profundo en la etapa de descenso y un amplificador de potencia de estado sólido en el rover para banda X. El rover también tiene dos radios UHF, [27] cuyas señales los satélites de retransmisión en órbita son capaces de transmitir a la Tierra. Las señales entre la Tierra y Marte tardan una media de 14 minutos y 6 segundos. [46] Curiosity puede comunicarse con la Tierra directamente a velocidades de hasta 32 kbit/s, pero la mayor parte de la transferencia de datos se transmite a través del Mars Reconnaissance Orbiter y el orbitador Odyssey . Las velocidades de transferencia de datos entre Curiosity y cada orbitador pueden alcanzar 2000 kbit/s y 256 kbit/s, respectivamente, pero cada orbitador es capaz de comunicarse con Curiosity sólo unos ocho minutos por día (0,56% del tiempo). [47] La comunicación desde y hacia Curiosity se basa en protocolos de comunicación de datos espaciales acordados internacionalmente según lo definido por el Comité Consultivo para Sistemas de Datos Espaciales . [48]
Jet Propulsion Laboratory (JPL) es el centro central de distribución de datos donde se proporcionan productos de datos seleccionados a sitios remotos de operaciones científicas según sea necesario. JPL es también el centro central para el proceso de enlace ascendente, aunque los participantes se distribuyen en sus respectivas instituciones de origen. [27] En el aterrizaje, la telemetría fue monitoreada por tres orbitadores, dependiendo de su ubicación dinámica: el 2001 Mars Odyssey , el Mars Reconnaissance Orbiter y el satélite Mars Express de la ESA . [49] A partir de febrero de 2019, el orbitador MAVEN está siendo posicionado para servir como orbitador de retransmisión mientras continúa su misión científica. [50]
Sistemas de movilidad
Vista cercana de una rueda muy desgastada en la superficie, que también muestra el patrón de código Morse del JPL.
Sistemas de movilidad : Curiosity está equipado con seis ruedas de 50 cm (20 pulgadas) de diámetro en una suspensión de bogie basculante . Estas son versiones a escala de las utilizadas en los Mars Exploration Rovers (MER). [27] El sistema de suspensión también sirvió como tren de aterrizaje para el vehículo, a diferencia de sus predecesores más pequeños. [51] [52] Cada rueda tiene tacos y se acciona y engrana de forma independiente, lo que permite escalar en arena blanda y trepar por rocas. Cada rueda delantera y trasera se puede girar de forma independiente, lo que permite que el vehículo gire en su lugar y realice giros en arco. [27] Cada rueda tiene un patrón que le ayuda a mantener la tracción pero también deja huellas estampadas en la superficie arenosa de Marte. Las cámaras a bordo utilizan ese patrón para estimar la distancia recorrida. El patrón en sí es código Morse para "JPL" (·--- ·--· ·-··). [53] El rover es capaz de escalar dunas de arena con pendientes de hasta 12,5°. [54] Según el centro de masa , el vehículo puede soportar una inclinación de al menos 50° en cualquier dirección sin volcarse, pero los sensores automáticos limitan que el rover exceda las inclinaciones de 30°. [27] Después de seis años de uso, las ruedas están visiblemente desgastadas con pinchazos y desgarros. [55]
El Curiosity puede rodar sobre obstáculos de aproximadamente 65 cm (26 pulgadas) de altura [26] y tiene una distancia al suelo de 60 cm (24 pulgadas). [56] Según variables que incluyen niveles de potencia, dificultad del terreno, deslizamiento y visibilidad, se estima que la velocidad máxima de desplazamiento del terreno es de 200 m (660 pies) por día mediante navegación automática. [26] El rover aterrizó a unos 10 km (6,2 millas) de la base del Monte Sharp , [57] (oficialmente llamado Aeolis Mons ) y se espera que atraviese un mínimo de 19 km (12 millas) durante su período primario de dos años. misión. [58] Puede viajar hasta 90 m (300 pies) por hora, pero la velocidad promedio es de aproximadamente 30 m (98 pies) por hora. [58] El vehículo es 'conducido' por varios operadores liderados por Vandi Verma , líder del grupo de Sistemas Autónomos, Movilidad y Sistemas Robóticos en JPL, [59] [60] quien también coescribió el lenguaje PLEXIL utilizado para operar el rover. [61] [62] [63]
Aterrizaje
Curiosity aterrizó en el Quad 51 (apodado Yellowknife ) de Aeolis Palus en el cráter Gale. [64] [65] [66] [ 67] Las coordenadas del lugar de aterrizaje son: 4°35′22″S 137°26′30″E / 4.5895°S 137.4417°E / -4.5895; 137.4417 . [68] [69] La ubicación recibió el nombre de Bradbury Landing el 22 de agosto de 2012, en honor al autor de ciencia ficción Ray Bradbury . [6] Se supone que Gale, un cráter de impacto estimado entre 3.500 y 3.800 millones de años de antigüedad, primero fue llenado gradualmente con sedimentos ; primero depositado por el agua y luego por el viento, posiblemente hasta cubrirlo por completo. Luego, la erosión eólica eliminó los sedimentos, dejando una montaña aislada de 5,5 km (3,4 millas), Aeolis Mons ("Monte Sharp"), en el centro del cráter de 154 km (96 millas) de ancho. Así, se cree que el rover puede tener la oportunidad de estudiar dos mil millones de años de historia marciana en los sedimentos expuestos en la montaña. Además, su lugar de aterrizaje está cerca de un abanico aluvial , que se supone que es el resultado de un flujo de agua subterránea, ya sea antes de la deposición de los sedimentos erosionados o en una historia geológica relativamente reciente. [70] [71]
Según la NASA, se estima que entre 20.000 y 40.000 esporas bacterianas resistentes al calor se encontraban en el Curiosity en el momento del lanzamiento, y es posible que hasta 1.000 veces esa cifra no se haya contado. [72]
Curiosity y sus alrededores vistos por MRO / HiRISE . Queda el norte. (14 de agosto de 2012; colores mejorados )
El sistema de aterrizaje del rover
Vídeo de la NASA que describe el procedimiento de aterrizaje. La NASA calificó el aterrizaje como "Siete minutos de terror".
Los anteriores rovers de la NASA en Marte se activaron sólo después de la exitosa entrada, descenso y aterrizaje en la superficie marciana. Curiosity , por otro lado, estaba activo cuando aterrizó en la superficie de Marte, empleando el sistema de suspensión del rover para el aterrizaje final. [73]
El Curiosity se transformó de su configuración de vuelo replegado a una configuración de aterrizaje mientras la nave espacial MSL lo bajaba simultáneamente debajo de la etapa de descenso de la nave espacial con una correa de 20 m (66 pies) del sistema " sky crane " para un aterrizaje suave (con las ruedas hacia abajo) en la superficie. de Marte. [74] [75] [76] [77] Después de que el rover aterrizó, esperó 2 segundos para confirmar que estaba en tierra firme y luego disparó varios sujetadores pirotécnicos que activaron cortadores de cables en la brida para liberarse de la etapa de descenso de la nave espacial. Luego, la etapa de descenso voló hacia un aterrizaje forzoso y el rover se preparó para comenzar la parte científica de la misión. [78]
Estado de viaje
El 9 de diciembre de 2020, el rover estaba a 23,32 km (14,49 millas) de su lugar de aterrizaje. [79] Hasta el 17 de abril de 2020, el rover ha sido conducido en menos de 800 de sus 2736 soles (días marcianos). El rover había viajado 30,00 km (18,64 millas) desde su lugar de aterrizaje el 30 de mayo de 2023.
Duplicar
Curiosity tiene dos bancos de pruebas de sistemas de vehículos (VSTB) de tamaño completo, un rover gemelo utilizado para pruebas y resolución de problemas, un rover MAGGIE (Mars Automated Giant Gizmo for Integrated Engineering) con un cerebro de computadora y un rover Scarecrow sin cerebro de computadora. Están alojados en el JPL Mars Yard para resolver problemas en terreno simulado de Marte. [80] [81]
Instrumentos cientificos
Diagrama de ubicación del instrumento.
La estrategia general de análisis de muestras comienza con cámaras de alta resolución para buscar características de interés. Si una superficie particular es de interés, Curiosity puede vaporizar una pequeña porción de ella con un láser infrarrojo y examinar la firma del espectro resultante para consultar la composición elemental de la roca. Si esa firma es intrigante, el rover usa su largo brazo para girar sobre un microscopio y un espectrómetro de rayos X para observar más de cerca. Si la muestra justifica un análisis más detallado, Curiosity puede perforar la roca y entregar una muestra en polvo al Análisis de Muestras en Marte (SAM) o a los laboratorios analíticos CheMin dentro del rover. [82] [83] [84]
En total, el rover lleva 17 cámaras: HazCams (8), NavCams (4), MastCams (2), MAHLI (1), MARDI (1) y ChemCam (1). [90]
Cámara de mástil (MastCam)
La torreta al final del brazo robótico contiene cinco dispositivos.
El sistema MastCam proporciona múltiples espectros e imágenes en colores reales con dos cámaras. [86] Las cámaras pueden tomar imágenes en color real a 1600 × 1200 píxeles y hasta 10 cuadros por segundo de video comprimido por hardware a 720p (1280 × 720). [91]
Una cámara MastCam es la cámara de ángulo medio (MAC), que tiene una distancia focal de 34 mm (1,3 pulgadas) , un campo de visión de 15° y puede producir una escala de 22 cm/píxel (8,7 pulgadas/píxel) a 1 km (0,62 pulgadas). mi). La otra cámara de MastCam es la cámara de ángulo estrecho (NAC), que tiene una distancia focal de 100 mm (3,9 pulgadas), un campo de visión de 5,1° y puede producir una escala de 7,4 cm/píxel (2,9 pulgadas/píxel) a 1 kilómetros (0,62 millas). [86] Malin también desarrolló un par de MastCams con lentes de zoom, [92] pero no se incluyeron en el rover debido al tiempo requerido para probar el nuevo hardware y la inminente fecha de lanzamiento en noviembre de 2011. [93] Sin embargo, se seleccionó la versión con zoom mejorado para incorporarla en la misión Mars 2020 como Mastcam-Z . [94]
Cada cámara tiene ocho gigabytes de memoria flash, que es capaz de almacenar más de 5.500 imágenes sin procesar y puede aplicar compresión de datos sin pérdidas en tiempo real . [86] Las cámaras tienen una capacidad de enfoque automático que les permite enfocar objetos desde 2,1 m (6 pies 11 pulgadas) hasta el infinito. [25] Además del filtro de patrón RGBG Bayer fijo, cada cámara tiene una rueda de filtros de ocho posiciones. Si bien el filtro Bayer reduce el rendimiento de la luz visible, los tres colores son en su mayoría transparentes en longitudes de onda superiores a 700 nm y tienen un efecto mínimo en dichas observaciones infrarrojas . [86]
ChemCam es un conjunto de dos instrumentos de detección remota combinados en uno solo: una espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) y un telescopio Remote Micro Imager (RMI). El conjunto de instrumentos ChemCam fue desarrollado por el laboratorio francés CESR y el Laboratorio Nacional de Los Álamos . [95] [96] [97] El modelo de vuelo de la unidad de mástil fue entregado desde el CNES francés al Laboratorio Nacional de Los Álamos . [98] El propósito del instrumento LIBS es proporcionar composiciones elementales de roca y suelo, mientras que el RMI brinda a los científicos de ChemCam imágenes de alta resolución de las áreas de muestreo de las rocas y el suelo a las que se dirige LIBS. [95] [99] El instrumento LIBS puede apuntar a una muestra de roca o suelo a una distancia de hasta 7 m (23 pies), vaporizando una pequeña cantidad con aproximadamente 50 a 75 pulsos de 5 nanosegundos desde un láser infrarrojo de 1067 nm y luego observa el espectro de la luz emitida por la roca vaporizada. [100]
ChemCam tiene la capacidad de registrar hasta 6.144 longitudes de onda diferentes de luz ultravioleta , visible e infrarroja . [101] La detección de la bola de plasma luminoso se realiza en los rangos visible, ultravioleta cercano e infrarrojo cercano, entre 240 nm y 800 nm. [95] La primera prueba láser inicial de ChemCam por Curiosity en Marte se realizó en una roca, N165 (roca "Coronación") , cerca de Bradbury Landing el 19 de agosto de 2012. [102] [103] [104] El equipo de ChemCam espera tomar aproximadamente una docena de mediciones de composición de rocas por día. [105] Utilizando la misma óptica de recopilación, el RMI proporciona imágenes de contexto de los puntos de análisis de LIBS. El RMI resuelve objetos de 1 mm (0,039 pulgadas) a 10 m (33 pies) de distancia y tiene un campo de visión que cubre 20 cm (7,9 pulgadas) a esa distancia. [95]
REMS comprende instrumentos para medir el ambiente de Marte: humedad, presión, temperaturas, velocidad del viento y radiación ultravioleta. [109] Se trata de un paquete meteorológico que incluye un sensor ultravioleta proporcionado por el Ministerio de Educación y Ciencia de España . El equipo de investigación está liderado por Javier Gómez-Elvira del Centro Español de Astrobiología e incluye como socio al Instituto Meteorológico de Finlandia . [110] [111] Todos los sensores están ubicados alrededor de tres elementos: dos brazos unidos al mástil del rover, el conjunto del sensor ultravioleta (UVS) ubicado en la plataforma superior del rover y la unidad de control de instrumentos (ICU) dentro del cuerpo del rover. REMS proporciona nuevas pistas sobre la circulación general marciana, los sistemas climáticos a microescala, el ciclo hidrológico local, el potencial destructivo de la radiación ultravioleta y la habitabilidad del subsuelo basada en la interacción tierra-atmósfera. [110]
Cámaras para evitar peligros (HazCams)
El rover tiene cuatro pares de cámaras de navegación en blanco y negro llamadas hazcams , dos pares en la parte delantera y dos pares en la parte trasera. [106] [112] Se utilizan para evitar peligros de forma autónoma durante los viajes del rover y para el posicionamiento seguro del brazo robótico en rocas y suelos. [112] Cada cámara de un par está conectada a una de las dos computadoras principales idénticas para lograr redundancia; sólo cuatro de las ocho cámaras están en uso al mismo tiempo. Las cámaras utilizan luz visible para capturar imágenes tridimensionales estereoscópicas (3-D). [112] Las cámaras tienen un campo de visión de 120° y mapean el terreno hasta 3 m (9,8 pies) delante del rover. [112] Estas imágenes protegen al rover contra obstáculos inesperados y funcionan en conjunto con el software que permite al rover tomar sus propias decisiones de seguridad. [112]
Cámara de imágenes con lente de mano de Marte (MAHLI)
MAHLI es una cámara situada en el brazo robótico del rover y adquiere imágenes microscópicas de rocas y suelo. MAHLI puede tomar imágenes en colores reales a 1600×1200 píxeles con una resolución de hasta 14,5 µm por píxel. MAHLI tiene una distancia focal de 18,3 a 21,3 mm (0,72 a 0,84 pulgadas) y un campo de visión de 33,8 a 38,5 °. [87] MAHLI tiene iluminación de diodos emisores de luz (LED) blanca y ultravioleta para obtener imágenes en la oscuridad o imágenes fluorescentes . MAHLI también dispone de enfoque mecánico en un rango que va desde distancias infinitas hasta milimétricas. [87] Este sistema puede crear algunas imágenes con procesamiento de apilamiento de enfoque . [113] MAHLI puede almacenar imágenes sin procesar o realizar compresión JPEG o predictiva sin pérdidas en tiempo real. El objetivo de calibración para MAHLI incluye referencias de color, un gráfico de barras métricas, un centavo VDB Lincoln de 1909 y un patrón escalonado para calibración de profundidad. [114]
Espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS)
CheMin es el instrumento de fluorescencia y difracción de rayos X en polvo para química y mineralogía . [119] CheMin es uno de los cuatro espectrómetros . Puede identificar y cuantificar la abundancia de minerales en Marte. Fue desarrollado por David Blake en el Centro de Investigación Ames de la NASA y el Laboratorio de Propulsión a Chorro , [120] y ganó el premio a la Invención del Año del Gobierno de la NASA en 2013. [121] El rover puede perforar muestras de rocas y el polvo fino resultante se vierte en el instrumento a través de un tubo de entrada de muestra en la parte superior del vehículo. Luego se dirige un haz de rayos X al polvo y la estructura cristalina de los minerales lo desvía en ángulos característicos, lo que permite a los científicos identificar los minerales que se están analizando. [122]
La herramienta de eliminación de polvo (DRT) es un cepillo motorizado de cerdas de alambre ubicado en la torreta al final del brazo del Curiosity . El DRT se utilizó por primera vez en un objetivo de roca llamado Ekwir_1 el 6 de enero de 2013. Honeybee Robotics construyó el DRT. [129]
Detector de evaluación de radiación (RAD)
La función del instrumento detector de evaluación de radiación (RAD) es caracterizar el amplio espectro del entorno de radiación que se encuentra dentro de la nave espacial durante la fase de crucero y mientras se encuentra en Marte. Estas mediciones nunca antes se habían realizado desde el interior de una nave espacial en el espacio interplanetario. Su objetivo principal es determinar la viabilidad y las necesidades de protección de posibles exploradores humanos, así como caracterizar el entorno de radiación en la superficie de Marte, lo que comenzó a hacer inmediatamente después del aterrizaje del MSL en agosto de 2012. [130] Financiado por Exploration Systems Dirección de Misión en la Sede de la NASA y la Agencia Espacial de Alemania ( DLR ), RAD fue desarrollado por el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI) y el grupo de física extraterrestre de la Christian-Albrechts-Universität zu Kiel , Alemania. [130] [131]
Albedo dinámico de neutrones (DAN)
El instrumento DAN emplea una fuente de neutrones y un detector para medir la cantidad y profundidad de hidrógeno o hielo y agua en o cerca de la superficie marciana. [132]
El instrumento consta del elemento detector (DE) y un generador de neutrones pulsantes (PNG) de 14,1 MeV. El DE mide el tiempo de extinción de los neutrones después de cada pulso de neutrones del PNG. DAN fue proporcionado por la Agencia Espacial Federal Rusa [133] [134] y financiado por Rusia. [135]
Generador de imágenes de descenso a Marte (MARDI)
cámara MARDI
MARDI está fijado en la esquina frontal inferior izquierda del cuerpo del Curiosity . Durante el descenso a la superficie marciana, MARDI tomó imágenes en color de 1600 × 1200 píxeles con un tiempo de exposición de 1,3 milisegundos, comenzando a distancias de aproximadamente 3,7 km (2,3 millas) a cerca de 5 m (16 pies) del suelo, a una velocidad de cuatro fotogramas por segundo durante unos dos minutos. [88] [136] MARDI tiene una escala de píxeles de 1,5 m (4 pies 11 pulgadas) a 2 km (1,2 millas) a 1,5 mm (0,059 pulgadas) a 2 m (6 pies 7 pulgadas) y tiene un campo circular de 90° de vista. MARDI tiene ocho gigabytes de memoria intermedia interna que es capaz de almacenar más de 4.000 imágenes sin procesar. Las imágenes MARDI permitieron mapear el terreno circundante y la ubicación del aterrizaje. [88] JunoCam , construida para la nave espacial Juno , está basada en MARDI. [137]
Primer uso de la pala del Curiosity mientras tamiza una carga de arena en Rocknest (7 de octubre de 2012)
El rover tiene un brazo robótico de 2,1 m (6 pies 11 pulgadas) de largo con una torreta en forma de cruz que sostiene cinco dispositivos que pueden girar en un rango de giro de 350°. [139] [140] El brazo utiliza tres articulaciones para extenderlo hacia adelante y guardarlo nuevamente durante la conducción. Tiene una masa de 30 kg (66 lb) y su diámetro, incluidas las herramientas montadas en él, es de unos 60 cm (24 in). [141] Fue diseñado, construido y probado por MDA US Systems , basándose en su trabajo anterior con brazos robóticos en el módulo de aterrizaje Mars Surveyor 2001 , el módulo de aterrizaje Phoenix y los dos vehículos de exploración de Marte , Spirit y Opportunity . [142]
Dos de los cinco dispositivos son instrumentos in situ o de contacto conocidos como espectrómetro de rayos X (APXS) y Mars Hand Lens Imager (cámara MAHLI). Los tres restantes están asociados a funciones de adquisición y preparación de muestras: un taladro de percusión ; un cepillo; y mecanismos para recoger, tamizar y dividir muestras de roca en polvo y suelo. [139] [141] El diámetro del agujero en una roca después de la perforación es de 1,6 cm (0,63 pulgadas) y hasta 5 cm (2,0 pulgadas) de profundidad. [140] [143] El taladro lleva dos brocas de repuesto. [143] [144] El sistema de brazo y torreta del rover puede colocar el APXS y MAHLI en sus respectivos objetivos, y también obtener muestras en polvo del interior de las rocas y entregarlas a los analizadores SAM y CheMin dentro del rover. [140]
Desde principios de 2015, el mecanismo de percusión del taladro que ayuda a cincelar la roca ha tenido un cortocircuito eléctrico intermitente. [145] El 1 de diciembre de 2016, el motor dentro del taladro causó un mal funcionamiento que impidió que el rover moviera su brazo robótico y se dirigiera a otro lugar. [146] La falla se aisló en el freno de avance de la perforación, [147] y se sospecha que los desechos internos causan el problema. [145] Para el 9 de diciembre de 2016, se autorizó la continuación de las operaciones de conducción y de brazo robótico, pero la perforación permaneció suspendida indefinidamente. [148] El equipo de Curiosity continuó realizando diagnósticos y pruebas en el mecanismo de perforación a lo largo de 2017, [149] y reanudó las operaciones de perforación el 22 de mayo de 2018. [150]
Medios, impacto cultural y legado
La celebración estalla en la NASA con el exitoso aterrizaje del rover en Marte (6 de agosto de 2012).
El video en vivo que muestra las primeras imágenes de la superficie de Marte estuvo disponible en NASA TV , durante las últimas horas del 6 de agosto de 2012, PDT, incluidas entrevistas con el equipo de la misión. El sitio web de la NASA dejó de estar disponible momentáneamente debido a la abrumadora cantidad de personas que lo visitaban, [151] y un extracto de 13 minutos de los aterrizajes de la NASA en su canal de YouTube fue detenido una hora después del aterrizaje por un aviso automatizado de eliminación de derechos de autor de Scripps Local News . lo que impidió el acceso durante varias horas. [152] Alrededor de 1.000 personas se reunieron en Times Square de la ciudad de Nueva York para ver la transmisión en vivo de la NASA del aterrizaje del Curiosity , mientras se mostraban imágenes en la pantalla gigante. [153] Bobak Ferdowsi , director de vuelo del aterrizaje, se convirtió en un meme de Internet y alcanzó el estatus de celebridad en Twitter, con 45.000 nuevos seguidores suscribiéndose a su cuenta de Twitter, debido a su peinado Mohawk con estrellas amarillas que lució durante la transmisión televisiva. [154] [155]
El 13 de agosto de 2012, el presidente estadounidense Barack Obama , llamando desde el Air Force One para felicitar al equipo Curiosity , dijo: "Ustedes son ejemplos del conocimiento y el ingenio estadounidenses. Es realmente un logro sorprendente". [156] (Vídeo (07:20))
Los científicos del Instituto de Conservación Getty en Los Ángeles , California , vieron el instrumento CheMin a bordo del Curiosity como un medio potencialmente valioso para examinar obras de arte antiguas sin dañarlas. Hasta hace poco, sólo se disponía de unos pocos instrumentos para determinar la composición sin cortar muestras físicas lo suficientemente grandes como para dañar potencialmente los artefactos. CheMin dirige un haz de rayos X a partículas tan pequeñas como 400 μm (0,016 pulgadas) [157] y lee la radiación dispersada para determinar la composición del artefacto en minutos. Los ingenieros crearon una versión más pequeña y portátil llamada X-Duetto . Al caber en unas pocas cajas del tamaño de un maletín , puede examinar objetos in situ, preservando al mismo tiempo su integridad física. Ahora los científicos del Getty lo utilizan para analizar una gran colección de antigüedades de museos y las ruinas romanas de Herculano , Italia. [158]
Antes del aterrizaje, la NASA y Microsoft lanzaron Mars Rover Landing , un juego descargable gratuito en Xbox Live que utiliza Kinect para capturar los movimientos corporales, lo que permite a los usuarios simular la secuencia de aterrizaje. [159]
La NASA dio al público en general la oportunidad desde 2009 hasta 2011 de enviar sus nombres para ser enviados a Marte. Participaron más de 1,2 millones de personas de la comunidad internacional y sus nombres fueron grabados en silicio utilizando una máquina de haz de electrones utilizada para fabricar microdispositivos en el JPL , y esta placa ahora está instalada en la cubierta del Curiosity . [160] Siguiendo una tradición de 40 años, también se instaló una placa con las firmas del presidente Barack Obama y el vicepresidente Joe Biden . En otra parte del vehículo se encuentra el autógrafo de Clara Ma, la niña de 12 años de Kansas que dio su nombre a Curiosity en un concurso de ensayo, escribiendo en parte que "la curiosidad es la pasión que nos impulsa en nuestra vida cotidiana". [161]
El 6 de agosto de 2013, Curiosity tocó audiblemente " Happy Birthday to You " en honor al año terrestre de su aterrizaje en Marte, la primera vez que se reproduce una canción en otro planeta. Esta fue también la primera vez que se transmitió música entre dos planetas. [162]
El 24 de junio de 2014, Curiosity completó un año marciano (687 días terrestres) después de descubrir que Marte alguna vez tuvo condiciones ambientales favorables para la vida microbiana . [163] Curiosity sirvió como base para el diseño del rover Perseverance para la misión rover Mars 2020 . Algunas piezas de repuesto de la construcción y prueba en tierra del Curiosity se están utilizando en el nuevo vehículo, pero llevará una carga útil de instrumentos diferente. [164]
En 2014, el ingeniero jefe del proyecto escribió un libro que detalla el desarrollo del rover Curiosity. "Mars Rover Curiosity: Un relato interno del ingeniero jefe de Curiosity es un relato de primera mano del desarrollo y aterrizaje del Curiosity Rover. [165]
El 5 de agosto de 2017, la NASA celebró el quinto aniversario del aterrizaje de la misión del rover Curiosity y los logros exploratorios relacionados en el planeta Marte . [11] [12] (Vídeos: Los primeros cinco años de Curiosity (02:07); Punto de vista de Curiosity: Cinco años conduciendo (05:49); Descubrimientos de Curiosity sobre el cráter Gale (02:54))
Como se informó en 2018, las muestras de perforación tomadas en 2015 descubrieron moléculas orgánicas de benceno y propano en muestras de rocas de 3 mil millones de años en Gale. [166] [167] [168]
Imágenes
Componentes de la curiosidad
Cabezal de mástil con ChemCam, MastCam-34, MastCam-100, NavCam
Una de las seis ruedas del Curiosity
Antenas de alta ganancia (derecha) y de baja ganancia (izquierda)
sensor ultravioleta
Imágenes orbitales
Curiosity descendiendo bajo su paracaídas (6 de agosto de 2012; MRO / HiRISE ).
El paracaídas del Curiosity ondeando con el viento marciano (12 de agosto de 2012 al 13 de enero de 2013; MRO ).
Ruedas sobre la curiosidad . El monte Sharp es visible al fondo. (MAHLI, 9 de septiembre de 2012)
Huellas del Curiosity en la primera prueba de manejo (22 de agosto de 2012), después de estacionar a 6 m (20 pies) del lugar de aterrizaje original [6]
Comparación de versiones de color (bruto, natural, balance de blancos) de Aeolis Mons en Marte (23 de agosto de 2012)
Primera imagen panorámica en color de 360° de Curiosity (8 de agosto de 2012) [169] [170]
Vista de Curiosity del Monte Sharp (20 de septiembre de 2012; versión en color crudo)
Vista de Curiosity del área de Rocknest . El sur está en el centro y el norte en ambos extremos. Mount Sharp domina el horizonte, mientras que Glenelg está a la izquierda del centro y las huellas del rover están a la derecha del centro (16 de noviembre de 2012; balance de blancos ; versión en color crudo; panorámica de alta resolución).
Vista de Curiosity del "Monte Sharp" (9 de septiembre de 2015)
Vista de Curiosity del cielo de Marte al atardecer (febrero de 2013; Sol simulado por un artista)
Vista de Curiosity de Glen Torridon cerca de Mount Sharp, la imagen panorámica de 360° de mayor resolución del rover de más de 1.8 mil millones de píxeles (en tamaño completo) de más de 1000 fotografías tomadas entre el 24 de noviembre y el 1 de diciembre de 2019
Ubicaciones
Un enlace actualizado de la NASA que muestra los viajes de Curiosity y su ubicación actual.
Ruta de travesía de Curiosity (ubicación a junio de 2021)
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enlaces externos
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Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el rover Curiosity y fotos del rover Curiosity .
Curiosidad - Programa de exploración de Marte de la NASA
La búsqueda de vida en Marte y en otras partes del Sistema Solar: actualización de Curiosity - Videoconferencia de Christopher P. McKay
MSL - Curiosity Design y Mars Landing - PBS Nova (14 de noviembre de 2012) - Vídeo (53:06)
MSL - "Curiosity 'StreetView'" (Sol 2 - 8 de agosto de 2012) - NASA/JPL - Panorama de 360°
MSL - Curiosity Rover - Aprenda sobre Curiosity - NASA/JPL
MSL - Curiosity Rover - Visita virtual - NASA/JPL
MSL - Galería de imágenes de la NASA Archivada el 7 de enero de 2020 en Wayback Machine.
Informes meteorológicos de la estación de seguimiento ambiental móvil (REMS)
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![Curiosity aterrizó el 6 de agosto de 2012 cerca de la base de Aeolis Mons (o "Monte Sharp")[169]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/65/673885main_PIA15986-full_full.jpg/1280px-673885main_PIA15986-full_full.jpg)
![Huellas del Curiosity en la primera prueba de manejo (22 de agosto de 2012), después de estacionar a 6 m (20 pies) del lugar de aterrizaje original[6]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/63/PIA16094-Mars_Curiosity_Rover-First_Drive_Tracks.jpg/1280px-PIA16094-Mars_Curiosity_Rover-First_Drive_Tracks.jpg)
