La nave espacial fue lanzada el 23 de julio de 2020 y se insertó en la órbita marciana el 10 de febrero de 2021. El módulo de aterrizaje, que transportaba el rover, realizó un aterrizaje suave en Marte el 14 de mayo de 2021, [3] convirtiendo a China en el tercer país en lograr un aterrizaje suave con éxito de una nave espacial en Marte y el segundo en desplegar un rover en Marte, después de Estados Unidos. [4] [N 1] Zhurong se desplegó el 22 de mayo de 2021, a las 02:40 UTC. [6]
Diseñado para una vida útil de 90 soles (93 días terrestres), [7] Zhurong estuvo activo durante más de 347 soles (358 días) después de su despliegue en la superficie de Marte. [8] [9] El rover quedó inactivo el 20 de mayo de 2022 debido a las tormentas de arena que se acercaban y al invierno marciano, a la espera de su autodespertamiento con las condiciones adecuadas de temperatura y luz solar. [10] [11]
Se esperaba que Zhurong se despertara en diciembre de 2022 [12], pero nunca lo hizo debido a la acumulación excesiva de polvo, según el diseñador jefe del rover. [13]
Nombre
Zhurong recibe su nombre de una figura histórica y mitológica china que suele asociarse con el fuego y la luz, ya que Marte se denomina "el planeta del fuego" (en chino:火星) en China y otros países del este de Asia. Fue seleccionado mediante una votación pública en línea celebrada entre el 20 de enero de 2021 y el 28 de febrero de 2021, y Zhurong ocupó el primer puesto con 504.466 votos. [14] El nombre fue elegido con el significado de "encender el fuego de la exploración interestelar en China" y "simbolizar la determinación del pueblo chino de explorar las estrellas y descubrir lo desconocido en el universo". [15]
Historia
China inició su primer intento de exploración interplanetaria en 2011 con el envío de Yinghuo-1 , un orbitador marciano, en una misión conjunta con Rusia. No abandonó la órbita terrestre debido a una falla del vehículo de lanzamiento ruso. [16] Como resultado, la CNSA se embarcó en su misión independiente a Marte.
El primer modelo preliminar del futuro explorador marciano se exhibió en noviembre de 2014 en la 10.ª Exposición Internacional de Aviación y Aeroespacial de China . Tenía una apariencia similar al explorador lunar Yutu , que se había desplegado en la Luna . [17]
El 22 de abril de 2016, Xu Dazhe , director de la CNSA, anunció que la misión a Marte había sido aprobada el 11 de enero de 2016. Se enviaría una sonda a la órbita marciana e intentaría aterrizar en Marte en 2020. [18]
El 23 de agosto de 2016, la CNSA reveló las primeras imágenes de la versión final de la nave espacial de la misión a Marte, que confirmó la composición de un orbitador, un módulo de aterrizaje y un explorador de Marte en una sola misión. [19]
Los objetivos científicos y las cargas útiles de la misión a Marte se declararon en un artículo publicado en el Journal of Deep Space Exploration en diciembre de 2017. [20]
El 24 de abril de 2021, en previsión del próximo intento de aterrizaje, la CNSA anunció formalmente que el rover se llamaría Zhurong (en chino:祝融号). [23]
Maqueta a escala real del rover Zhurong y el módulo de aterrizaje Tianwen-1 .
Representación artística de los componentes de la misión Tianwen-1
Rover de prueba
Para diseñar y probar el rover y simular las condiciones en Utopia Planitia, la CNSA mantuvo un rover de prueba en un patio de Marte en la Academia China de Tecnología Espacial en Beijing. El rover de prueba de campo (FTR) se fabricó dos años antes de que se construyera el Zhurong real , y algunos de los componentes del FTR se utilizaron en el vehículo que voló a Marte. El FTR completó miles de pruebas en tierra antes del inicio de la misión. El gemelo permaneció en servicio para ayudar a los científicos e ingenieros a determinar la ruta del Zhurong mediante maniobras de prueba en el patio de Marte. [24] [25]
Selección del área de aterrizaje
La zona de aterrizaje se determinó en base a dos criterios: [26]
Viabilidad de ingeniería , incluyendo latitud, altitud, pendiente, condición de la superficie, distribución de rocas, velocidad del viento local y requisitos de visibilidad durante el proceso EDL .
Objetivos científicos , incluyendo geología , estructura del suelo y distribución del hielo de agua, elementos de la superficie, distribución de minerales y rocas, detección de campos magnéticos.
Los dos lugares de aterrizaje candidatos de la misión Tianwen-1 están marcados con líneas rojas en el mapa marciano. El de la izquierda se encuentra en Chryse Planitia y el de la derecha en Utopia Planitia .
El candidato en Utopia Planitia fue el favorito del equipo debido a las mayores posibilidades de encontrar evidencia de si existió un océano antiguo en la parte norte de Marte. [26] Finalmente fue seleccionado como el área de aterrizaje final de la misión.
Después de un viaje de 202 días a través del espacio interplanetario, Tianwen-1 se insertó en la órbita marciana el 10 de febrero de 2021, convirtiéndose así en el primer orbitador marciano de China. [28] Posteriormente, realizó varias maniobras orbitales y comenzó a inspeccionar los sitios de aterrizaje objetivo en Marte en preparación para el próximo intento de aterrizaje.
Secuencia de entrada, descenso y aterrizaje (EDL) del módulo de aterrizaje Tianwen-1 y el rover Zhurong
El 14 de mayo de 2021, el módulo de aterrizaje y el rover Zhurong se separaron del orbitador Tianwen-1 . Después de realizar una entrada atmosférica en Marte que duró unos nueve minutos, el módulo de aterrizaje y el rover realizaron un aterrizaje suave exitoso en Utopia Planitia , utilizando una combinación de aeroshell, paracaídas y retrocohete. [29] Con el aterrizaje, China se convirtió en el segundo país en operar una nave espacial completamente funcional en la superficie marciana , después de Estados Unidos.
Después de establecer una comunicación estable con el rover, la CNSA publicó sus primeras imágenes de la superficie de Marte el 19 de mayo de 2021. [30]
El 22 de mayo de 2021, a las 10:10 am hora de Beijing (0240 GMT), Zhurong se dirigió desde su plataforma de aterrizaje a la superficie de Marte, iniciando su misión de exploración. [31] [32]
El 11 de junio de 2021, la CNSA publicó el primer lote de imágenes científicas de la superficie de Marte, incluida una imagen panorámica tomada por Zhurong y una fotografía grupal en color de Zhurong y el módulo de aterrizaje Tianwen-1 tomada por una cámara inalámbrica colocada en suelo marciano . La imagen panorámica estaba compuesta por 24 tomas individuales tomadas por la Cámara de Navegación y Topografía antes de que el rover fuera desplegado en la superficie marciana. La imagen reveló que la topografía y la abundancia de rocas cerca del lugar de aterrizaje eran consistentes con las anticipaciones previas del científico sobre las características típicas del sur de Utopia Planitia con rocas pequeñas pero extendidas, patrones de ondas blancas y volcanes de lodo . [33]
El rover y el módulo de aterrizaje captados por HiRISE desde el MRO de la NASA el 6 de junio de 2021
El 27 de junio de 2021, la CNSA publicó imágenes y videos del proceso de entrada, descenso y aterrizaje atmosférico (EDL) de Zhurong y su movimiento en la superficie marciana, incluido un clip de sonidos hechos por Zhurong grabados por su instrumento, la Estación Climática de Marte (MCS). [34]
El 11 de julio de 2021, la CNSA anunció que Zhurong había viajado más de 410 m (1350 pies) sobre la superficie marciana. [35]
El 12 de julio de 2021, Zhurong visitó el paracaídas y la carcasa posterior que cayeron sobre la superficie marciana durante su aterrizaje el 14 de mayo. [36] [37]
La superficie de Marte captada por el rover Zhurong
El 15 de agosto de 2021, Zhurong había completado oficialmente sus tareas de exploración planificadas y continuaría su avance hacia la parte sur de Utopia Planitia, donde aterrizó. [43] El 18 de agosto de 2021, Zhurong sobrevivió a su vida útil. Los científicos e ingenieros chinos anunciaron una expedición extendida con el objetivo de investigar una antigua zona costera en Marte. [45]
Trayectoria y distancia recorrida (~1,5 km) por Zhurong el 11 de marzo de 2022 (293 soles)
Después del 20 de octubre de 2021, el rover continuó su viaje, tras haber hecho una pausa y haberse detenido en modo de suspensión en torno al momento de la conjunción con Marte del 8 de octubre. La pausa fue necesaria debido a la fuerte radiación solar en la línea de visión con la Tierra, lo que creó niveles excesivos de "ruido" para que funcionara la comunicación por radio segura ( apagón de radio ) con el satélite de retransmisión chino que orbitaba Marte. El rover continuó viajando en dirección sur. [46]
Para septiembre de 2022, Zhurong había devuelto un total de 1.480 gigabytes de datos, ofreciendo evidencia para respaldar la hipótesis de un antiguo océano en Utopia Planitia. [47]
El 27 de febrero de 2023, los científicos chinos publicaron un informe meteorológico de Marte, que incluye cambios en la presión superficial y el viento en Marte, basado en datos recopilados por el rover en sus primeros 325 soles. [48]
En mayo de 2022, Zhurong pasó al modo de hibernación para protegerse del invierno marciano que se avecinaba y de una gran tormenta de arena que se aproximaba, [10] con una fecha de despertar prevista para el 26 de diciembre de 2022. En enero de 2023, el South China Morning Post informó de que los científicos de la CNSA no habían recibido ninguna señal del rover. La CNSA tenía previsto enviar el orbitador Tianwen-1 para realizar una investigación. [12] El rover permaneció en Utopia Planetia, donde la temperatura era extremadamente baja, de -100 °C (-148 °F). Según las autoridades, el rover estaba programado para reiniciarse cuando su nivel de potencia alcanzara los 140 vatios, con los componentes clave calentados a -15 °C (5 °F). [49] [50]
En la revista científica Nature se especuló que la tormenta de polvo redujo la radiación solar en la superficie marciana y cubrió los paneles solares, lo que provocó que no hubiera suficiente energía para reiniciar el rover alimentado con energía solar. [10] Se observó a Zhurong cubierto de arena y polvo, lo que dificultó su capacidad para recolectar luz solar y recargarse. [11] El rover está equipado con paneles solares giratorios en forma de mariposa para eliminar el polvo y los escombros acumulados, pero la función de limpieza requiere que el rover esté operativo primero. [11] El rover no lleva una unidad de calentamiento de radioisótopos , y en su lugar el calentamiento lo proporciona el compuesto químico n-undecano para almacenar energía. [51] Zhurong posiblemente podría reiniciarse si los torbellinos limpiaran el polvo de los paneles solares y los niveles de radiación continuaran aumentando en el verano marciano. [10] [52] [53] El 21 de febrero de 2023, el Mars Reconnaissance Orbiter confirmó que el rover no cambió su posición después de la hibernación, entre septiembre de 2022 y febrero de 2023, [54] y los datos del rover Perseverance de la NASA indicaron que la superficie marciana todavía estaba relativamente fría en febrero, potencialmente por debajo del requisito de despertar de Zhurong . [55]
El 25 de abril de 2023, el diseñador de la misión, Zhang Rongqiao, anunció que la acumulación de polvo de la última inactivación es mayor de lo planeado, lo que indica que el rover podría estar inactivo "para siempre". [56] [57]
En julio de 2023, un análisis del rover Zhurong descubrió que hace 400.000 años se produjo un importante cambio climático en Marte, que coincidió con el final de la última edad de hielo en Marte. Un análisis posterior de los datos ayudó a los científicos a simular el clima del antiguo Marte y la causa de los cambios. [58]
Cooperación con la Agencia Espacial Europea
En noviembre de 2021, la CNSA y la Agencia Espacial Europea (ESA) realizaron pruebas para saber si un orbitador de la ESA, Mars Express , podría servir como retransmisor de los datos enviados desde Zhurong . Se realizaron varios pasos: la ESA ordenó a Mars Express que apuntara hacia Zhurong mientras pasaba por encima para que pudiera recibir una señal del rover. La CNSA ordenó a su orbitador Tianwen-1 que ordenara a Zhurong que enviara los datos. Mars Express recibió datos de Zhurong y los transmitió a la Tierra. Las estaciones de espacio profundo de la ESA recibieron los datos y los enviaron a la CNSA. Luego, los datos se compararon con la señal china original. Se realizaron cinco pruebas, pero cuatro de ellas fallaron. Una prueba realizada el 20 de noviembre tuvo éxito. El análisis encontró que otro dispositivo a bordo de Mars Express causó las fallas al perturbar la transmisión. La capacidad de Tianwen-1 para actuar como retransmisor de Zhurong ha disminuido porque estaba dedicando más tiempo a su misión principal de cartografiar Marte. Como resultado, la CNSA y la ESA acordaron realizar las pruebas para determinar si Mars Express podría ser un relevo para el rover. [59]
Exploración
Objetivos
Las tareas planificadas de la misión del rover son: [60]
Estudiar la topografía y geología del área local.
Examine el suelo y cualquier contenido de hielo.
Examinar los elementos, minerales y rocas.
Muestreo atmosférico
Instrumentos
La configuración y disposición de las cargas útiles a bordo del rover Zhurong
El rover de seis ruedas pesa240 kg , y es1,85 m de altura. [61] Está alimentado por cuatro paneles solares junto con n-undecano almacenado en 10 contenedores bajo dos ventanas circulares en la cubierta que absorbe calor y se derrite durante el día y se solidifica y libera calor por la noche. [62] Lleva seis instrumentos científicos: [32] [60] [26]
Radar de penetración terrestre ( GPR), dos frecuencias, para obtener imágenes a unos 100 m (330 pies) por debajo de la superficie marciana. [63] El rover Perseverance de la NASA , lanzado y aterrizó el mismo año , también está equipado con el radar de penetración terrestre. [64]
El magnetómetro Mars Rover ( RoMAG ) obtiene las estructuras a escala fina del campo magnético de la corteza basándose en mediciones móviles en la superficie marciana.
La Estación Climática de Marte ( MCS ) (también conocida como el Instrumento de Medición Meteorológica de Marte MMMI ) mide la temperatura, la presión, la velocidad del viento y la dirección de la atmósfera de la superficie, y tiene un micrófono para captar los sonidos marcianos. Durante el despliegue del rover, grabó el sonido, actuando como el segundo instrumento de sonido marciano en registrar sonidos marcianos con éxito después de los micrófonos del rover Perseverance de Mars 2020 .
Cámara multiespectral ( MSCam ) Combinada con MarSCoDe, MSCam investiga los componentes minerales para establecer la relación entre el entorno de agua superficial marciana y los tipos de minerales secundarios, y para buscar condiciones ambientales históricas para la presencia de agua líquida.
Cámaras de navegación y topografía ( NaTeCam ) Con una resolución de 2048 × 2048, NaTeCam se utiliza para construir mapas topográficos, extraer parámetros como pendiente, ondulación y rugosidad, investigar estructuras geológicas y realizar análisis exhaustivos sobre la estructura geológica de los parámetros de la superficie.
Entre los seis instrumentos científicos, RoPeR funciona en movimiento; MarSCoDe, MSCam y NaTeCam funcionan en posición estacionaria; RoMAG y MCS funcionan tanto en movimiento como en posición quieta. [26]
Otros instrumentos incluyen:
Cámara remota Una pequeña cámara que dejó caer el rover para tomar fotografías del rover y del módulo de aterrizaje el 1 de junio de 2021. Las imágenes capturadas se transfieren al rover a través de Wi-Fi . [65] [33]
Plan
El rover tenía una vida útil operativa planificada de 90 soles . Originalmente, cada tres soles se definía como un período de operación. El proceso básico de cada período de operación era: [26]
Sol 1: NaTeCam captura imágenes de la superficie marciana para su análisis y planificación de operaciones.
Sol 2: Cada carga útil realiza exploración científica.
Sol 3: El explorador se desplaza hacia la ubicación de destino. RoMAG y MCS recopilan datos durante el desplazamiento.
Los datos adquiridos se transmiten cada sol a través de un enlace descendente. Los equipos de la CNSA los procesarán durante un período de propiedad oficial de cinco a seis meses antes de publicarlos para la comunidad científica. [26]
En julio de 2021, el diseñador del orbitador Tianwen-1 reveló que debido al desempeño mejor de lo esperado de Zhurong , el período original de tres días se fusionó en uno, acelerando su proceso de exploración. [66]
Se investigaron cinco dunas en el rover. Una de ellas, que atraviesa las dunas brillantes, es un barján erosionado. Las arenas brillantes forman el cuerpo principal del barján; las arenas oscuras se superponen claramente a las dunas brillantes. Las acumulaciones de arena oscura se caracterizan por pequeñas dunas longitudinales, ondulaciones transversales y crestas. Un estudio de las formas de las dunas descubrió que hubo un cambio importante en las dunas cuando cambió la inclinación de Marte. Al mismo tiempo, las capas de los casquetes polares también mostraron un cambio. [67]
Los datos del rover Zhurong sugieren que puede existir agua líquida en el Marte actual. Los datos proceden de la cámara de navegación y terreno (NaTeCam), la cámara multiespectral (MSCam) y el detector de composición de la superficie de Marte (Mars Surface Composition Detector, MarSCoDe) a bordo del rover Zhurong.
En la superficie, el equipo encontró costras, grietas, granulación, crestas poligonales y un rastro en forma de franja. Los datos espectrales mostraron que la superficie de la duna contiene sulfatos hidratados, sílice hidratada (especialmente ópalo-CT), minerales de óxido de hierro trivalente (especialmente ferrihidrita) y posiblemente cloruros. El equipo de investigadores concluyó que las características observadas se debían a agua salina líquida. Esta agua provenía de escarcha/nieve que se derritió en las dunas.
A veces, se forma nieve o escarcha sobre las dunas. Debido al alto contenido de sal, esa nieve o hielo se derrite a una temperatura más baja. Cuando el agua se evapora, deja sulfato hidratado, ópalo, óxido de hierro y otros minerales hidratados. Estos actúan como cemento para formar una costra. A medida que se seca más, la costra forma grietas. [68] [69]
Los datos del rover Zhurong llevan a los científicos a sugerir que el agua líquida puede haber estado presente en el lugar de aterrizaje mucho más tarde de lo que se creía anteriormente. Se encontraron materiales de sulfato/sílice hidratados en rocas de tonos brillantes. Los minerales formaron una "costra dura". Se formó ya sea por el ascenso de las aguas subterráneas o por el derretimiento del hielo subterráneo. Tal vez, el magma caliente debajo de la superficie derritió parte del abundante hielo debajo de la superficie. El agua podría haberse movido a la superficie y depositado minerales al evaporarse para formar la costra dura. [70] [71]
Galería
El rover Zhurong y el módulo de aterrizaje Tianwen-1 vistos por MRO el 11 de junio de 2021.
Modelo a escala del módulo de aterrizaje Tianwen-1 y del rover Zhurong .
Véase también
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Zhurong rover .
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