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Misiones y Sondas espaciales
La misión MSL fue aprobada en 2004 después del rotundo éxito de los MERs (Mars Exploration Rovers) Spirit y Opportunity. Equipado con un conjunto de diez instrumentos científicos altamente complejos, MSL debía ser el laboratorio móvil definitivo, superando las numerosas limitaciones del diseño de los pequeños vehículos precedentes. En un principio, el rover debía tener una masa de 775 kg, pero finalmente ha alcanzado unos increíbles 899 kg. Para poder colocar en la superficie marciana semejante peso, los ingenieros tuvieron que desarrollar el mayor escudo térmico y el mayor paracaídas empleados en una misión planetaria. Aún así, no era suficiente. Para justificar su elevado coste, Curiosity debía poder acceder a la mayor parte de la superficie marciana, incluyendo las zonas más interesantes desde un punto de vista geológico y astrobiológico. Las anteriores misiones sólo podían acceder a las regiones con menor elevación para aprovechar la capacidad de frenado del paracaídas, así que los técnicos incorporaron en el diseño de Curiosity una etapa de descenso separable. Esta etapa frenaría la velocidad de caída y sería la encargada de posar al rover como si fuera una grúa volante (de ahí que el nombre de esta maniobra sea ptrcisamente sky crane). Por primera vez en una misión espacial, las ruedas de una sonda servirían al mismo tiempo como tren de aterrizaje.
Pero el camino no ha sido fácil. Inicialmente, el coste de la misión no debía haber alcanzado los 650 millones de dólares, pero la enorme complejidad del vehículo disparó la factura hasta límites insospechados. De hecho, se llegó a rumorear que la misión corría el riesgo de ser cancelada. En un principio estaba previsto que Curiosity despegase rumbo a Marte en septiembre de 2009, pero ese año la NASA decidió aplazar la misión hasta noviembre de 2011 por culpa del retraso acumulado por varios elementos de la misión. Este retraso le supuso a la agencia un gasto adicional de 400 millones de dólares. Finalmente, el coste de Curiosity se estima en unos 2500 millones.
MSL fue bautizado oficialmente como Curiosity en mayo de 2009. El nombre fue seleccionado mediante un concurso público organizado por la agencia en 2008 y en el que resultó ganadora la propuesta de Clara Ma, una niña estadounidense de 12 años.
Curiosity
La sonda MSL Curiosity tiene una masa al lanzamiento de 3893 kg y se divide en cuatro partes principales:
Rover Curiosity
El MSL (Mars Science Laboratory) Curiosity es un robot de 899 kilogramos con 75 kg de instrumentos científicos.
Tiene una longitud de 3,0 metros y una anchura de 2,8 metros. La altura máxima es de 2,2 metros, mientras que la longitud de su brazo robótico es de 2,1 metros. Posee seis ruedas con un diámetro de 50 centímetros, cada una de ellas con un motor eléctrico independiente. Tanto las ruedas frontales como las traseras se pueden dirigir independientemente, lo que permite rotar el vehículo alrededor de su eje. La suspensión garantiza que las seis ruedas estén en contacto con el suelo en todo momento, independientemente de la rugosidad del terreno. La velocidad máxima del rover es de 0,144 km/h, aunque en condiciones normales se espera que no supere la mitad de esa cifra, recorriendo unos 200 metros al día de media. En todo caso, ha sido diseñado para recorrer un mínimo de 20 km durante su misión primaria. Podrá superar obstáculos de hasta 65 cm de altura sin problemas.
El cerebro de Curiosity estará formado por dos ordenadores redundantes dotados de microprocesadores BAE RAD 750 de 200 MHz (basados en los PowerPC 750) con 250 MB de memoria RAM y 2 GB de memoria flash, lo que no está nada mal si lo comparamos con el único procesador RAD6000 de 20 MHz que incorporaban los MER Spirit y Opportunity. En un momento dado, sólo uno de los ordenadores estará encendido, mientras que el otro actuará de reserva. Para asegurar las comunicaciones con la Tierra, Curiosity posee dos antenas en banda X (7-8 GHz) y otra de alta ganancia en UHF (400 MHz) capaz de retransmitir los datos a través de las sondas que se encuentran operativas actualmente en órbita marciana (MRO, Mars Odyssey y Mars Express).
Curiosity no será la primera nave marciana alimentada por energía nuclear, ya que ese honor recae en las Viking de los años 70, pero sí será el primer rover planetario que use exclusivamente esta fuente de energía. Los Lunojod soviéticos usaban RTGs a base de polonio como fuente de calefacción durante la noche lunar, pero la energía eléctrica se generaba mediante paneles solares. Del mismo, modo, los rovers marcianos anteriores han empleado pequeñas cantidades de isótopos radiactivos (aunque no RTGs) como calefactores. Curiosity está dotado un generador termoeléctrico de radioisótopos de tipo MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) con 4,8 kg de dióxido de plutonio capaz de generar 2700 Wh/día de calor y 123 W de potencia eléctrica (con un voltaje de 28 V de corriente continua). El plutonio-238 al desintegrarse constituye una fuente constante de calor que es transformado en energía eléctrica gracias a un conjunto de termopares. El MMRTG tiene unas dimensiones de 64 x 66 cm y una masa de 45 kg. Su vida útil se estima en 14 años. Al contrario de lo que mucha gente cree, el MMRTG no alimenta directamente a los sistemas de la nave, sino que se usa para recargar dos baterías de ion-litio con una capacidad de 42 Ah cada una. Para evitar contrastes térmicos elevados, la mayor parte de instrumentos de Curiosity se apagarán durante la noche marciana. El MMRTG no será instalado en la sonda hasta poco antes del lanzamiento, para lo cual se empleará una escotilla lateral en el back shell.
Cápsula atmosférica y etapa de descenso
Durante el viaje a Marte, Curiosity estará situado dentro de una cápsula (aeroshell) que se divide en el escudo trasero (back shell) y el escudo térmico propiamente dicho (heat shield). La masa total de la cápsula es de 2401 kg al lanzamiento. El aeroshell incluye varios lastres de tungsteno para cambiar el centro de gravedad de la cápsula y maniobrar así en la atmósfera marciana durante la entrada con ayuda de varios propulsores de gas. En el escudo trasero se encuentra el paracaídas, que, con 16 metros de diámetro, es el más grande que se haya usado en una misión fuera de la Tierra. En esta zona se encuentran también dos antenas integradas en las líneas del paracaídas, una en banda X para conexión directa con la Tierra y otra de UHF para comunicarse a través de las sondas que se hallan en órbita alrededor de Marte.
El escudo térmico, de 4,5 metros de diámetro, está construido por Lockheed-Martin y es el más grande usado en Marte y en una sonda espacial no tripulada, superando incluso al escudo de las cápsulas Apolo (4 metros de diámetro) o Soyuz (2,2 metros). Sólo el escudo térmico de la Orión será más grande. Como comparación, los escudos de los MER Spirit y Opportunity medían 2,65 metros. Está construido usando PICA (Phenolic Impregnated Carbon Ablator), un material de ablación capaz de resistir los 2100º C de la entrada atmosférica y que ya ha sido usado con éxito en la cápsula de la misión Stardust.
Curiosity se encuentra unido a la etapa de descenso, un sistema de propulsión que se encargará de situar el rover en la superficie de Marte. La etapa de descenso emplea ocho motores de hidrazina denominados MLE (Mars Lander Engines) construidos por Aerojet. Por primera vez en una misión planetaria, los MLE tienen un empuje regulable, alcanzando un máximo de 3300 N cada uno. La etapa de descenso emplea 387 kg de hidrazina distribuidos en tres tanques esféricos. La alimentación de los motores se consigue mediante presión gracias a dos tanques de helio. Será la etapa de descenso la que llevará a cabo la delicada maniobra Sky Crane para aterrizar en Marte. Como su nombre indica, durante esta maniobra Curiosity colgará de esta etapa, que actuará como una grúa volante hasta situar el vehículo en la superficie. Por este motivo, el rover está unido a la etapa de descenso a través de tres cables de sujeción con una longitud máxima de 7,5 metros, además de un umbilical con conexiones eléctricas. Esta etapa estará controlada en todo momento por el ordenador central del rover e incluye también antenas de comunicaciones (banda X y UHF), además de el radar Doppler de aterrizaje dotado de seis antenas.
Etapa de crucero interplanetario
La cápsula de entrada atmosférica está unida a una etapa de crucero de 539 kg que se encargará de las maniobras durante el trayecto hasta el planeta rojo. La etapa de crucero, de forma toroidal, está construida en aluminio e incluye una antena de media ganancia, cuatro sensores solares, un sensor estelar y diez radiadores, además del sistema de propulsión. Este sistema consiste en ocho propulsores monopropelentes de 5 N de empuje agrupados en dos conjuntos, alimentados por dos tanques de hidrazina de 48 cm de diámetro. La alimentación eléctrica de la etapa de crucero corre a cargo de seis paneles solares de 12,8 metros cuadrados situados en la parte superior de la misma que generarán entre 2500 W y 1080 W.
Curiosity dispondrá del conjunto más avanzado y complejo de instrumentos científicos en la historia de la exploración de Marte. Hay diez instrumentos principales:
Mastcam (Mast Camera): son los ojos de la sonda. Literalmente, porque al estar situados en la parte superior del mástil de instrumentos le dan al rover una apariencia humana muy característica. Este instrumento incluye dos cámaras independientes (dos "ojos") de dos megapíxel cada una situadas a dos metros sobre el nivel del suelo capaces de grabar vídeo de alta definición con diez imágenes por segundo. Las lentes están separadas 25 cm entre sí, lo que permitirá realizar imágenes en estéreo. Cada cámara usa un detector CCD Kodak de 1600 x 1200 píxel y posee una memoria flash de 8MB. El "ojo derecho" o Mastcam 100 posee un teleobjetivo de 100 mm de focal capaz de alcanzar una resolución de 7,4 cm por píxel a un kilómetro de distancia o de 150 micras (!) a dos metros de distancia. Cada imagen tendrá un campo de 6º x 5º. El "ojo izquierdo" o Mastcam 34 cuenta con una lente de 34 mm de focal. Podrá obtener imágenes con una resolución de 22 cm a un kilómetro de distancia o de 450 micras a dos metros. El campo de cada imagen tendrá un tamaño de 18º x 15º. A diferencia de otras cámaras instaladas en sondas espaciales Mastcam no necesita realizar tres exposiciones con tres filtros distintos para obtener una imagen en color, ya que el CCD está cubierto por una red que incluye filtros para los colores rojo, verde y azul. De todas formas, cada cámara tiene una rueda de filtros tradicionales para varias longitudes de onda. Uno de los filtros permitirá obtener imágenes directas del Sol para medir la cantidad de polvo en suspensión en la atmósfera. Mastcam ha sido construido por Malin Space Science Systems.
ChemCam (Chemistry and Camera): éste es sin duda el instrumento más espectacular de la misión. Consiste en un láser infrarrojo de un megavatio de potencia capaz de vaporizar rocas a siete metros de distancia para analizar espectroscópicamente la composición del plasma resultante. ChemCam está situado encima de Mastcam e incluye un telescopio de 110 mm de focal y una cámara monocromática con un CCD de 1024 x 1024 píxel. La luz resultante de la vaporización es captada por el telescopio y dirigida a través de seis metros de fibra óptica hasta tres espectrómetros situados en el interior del rover. Los espectrómetros podrán analizar 6144 longitudes de onda distintas en el rango de 240-850 nm (del ultravioleta al infrarrojo). Es la primera vez que se utiliza esta técnica espectroscópica en una misión interplanetaria. ChemCam ha sido diseñada en el Los Alamos National Laboratory con la colaboración de la agencia espacial francesa (CNES). El CNES ha suministrado el láser (construido por Thales) y el telescopio, mientras que los espectrómetros son obra del LANL.
APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer): este espectrómetro está situado en el extremo del brazo robótico de Curiosity y es muy similar a los APXS de los rovers marcianos Sojourner, Spirit y Opportunity, pero cinco veces más sensible. Incluye una pequeña cantidad (700 microgramos, el doble del APXS de los MER) de curio-244 radiactivo para generar partículas alfa (de 5 MeV) y rayos X (14-18 keV) necesarios para llevar a cabo estudios espectrométricos de las rocas marcianas en contacto con el instrumento. Funciona en contacto directo con la roca y puede detectar concentraciones de sustancias de hasta un 0,5% de la composición. A diferencia de los APXS de los MER, este instrumento lleva incorporado un refrigerador que le permite funcionar a cualquier hora del día, no solamente durante la noche. APXS ha sido construido por la agencia espacial canadiense (CSA).
MAHLI (MArs Hand Lens Imager): MAHLI es un microscopio geológico para estudiar las rocas marcianas en detalle. Consiste en una cámara a color instalada en el extremo del
Curiosity, el robot marciano más complejo de la historia
| Por considerarlo de interés para nuestros lectores y por no haber perdido vigencia en su contenido, replicamos el artículo titulado Curiosity, el robot marciano más complejo de la historia, publicado por Daniel Marín, el 19 de noviembre de 2011 en su blog Eureka. |
El próximo sábado día 26 de noviembre dará comienzo una aventura apasionante. Porque en menos de seis días la NASA se dispone a lanzar rumbo a Marte la nave más compleja, fascinante y revolucionaria que haya concebido el ser humano para el estudio del planeta rojo. Su nombre, Mars Science Laboratory (MSL), más conocida como Curiosity. Del tamaño de un utilitario pequeño y alimentado por energía nuclear, Curiosity será capaz de vaporizar piedras con un láser para analizar su composición a varios metros de distancia. Durante dos años terrestres, recorrerá la misteriosa superficie del Cráter Gale estudiando los numerosos sedimentos de la zona y buscando posibles huellas de la presencia de vida. Es difícil imaginar una misión más emocionante.
MSL Curiosity
Imagen cortesía: NASA
La misión MSL fue aprobada en 2004 después del rotundo éxito de los MERs (Mars Exploration Rovers) Spirit y Opportunity. Equipado con un conjunto de diez instrumentos científicos altamente complejos, MSL debía ser el laboratorio móvil definitivo, superando las numerosas limitaciones del diseño de los pequeños vehículos precedentes. En un principio, el rover debía tener una masa de 775 kg, pero finalmente ha alcanzado unos increíbles 899 kg. Para poder colocar en la superficie marciana semejante peso, los ingenieros tuvieron que desarrollar el mayor escudo térmico y el mayor paracaídas empleados en una misión planetaria. Aún así, no era suficiente. Para justificar su elevado coste, Curiosity debía poder acceder a la mayor parte de la superficie marciana, incluyendo las zonas más interesantes desde un punto de vista geológico y astrobiológico. Las anteriores misiones sólo podían acceder a las regiones con menor elevación para aprovechar la capacidad de frenado del paracaídas, así que los técnicos incorporaron en el diseño de Curiosity una etapa de descenso separable. Esta etapa frenaría la velocidad de caída y sería la encargada de posar al rover como si fuera una grúa volante (de ahí que el nombre de esta maniobra sea ptrcisamente sky crane). Por primera vez en una misión espacial, las ruedas de una sonda servirían al mismo tiempo como tren de aterrizaje.
Curiosity comparado con los otros rovers marcianos MERs y Sojourner
Imagen cortesía: NASA
Comparación del tamaño de Curiosity con una persona
Imagen cortesía: NASA
Pero el camino no ha sido fácil. Inicialmente, el coste de la misión no debía haber alcanzado los 650 millones de dólares, pero la enorme complejidad del vehículo disparó la factura hasta límites insospechados. De hecho, se llegó a rumorear que la misión corría el riesgo de ser cancelada. En un principio estaba previsto que Curiosity despegase rumbo a Marte en septiembre de 2009, pero ese año la NASA decidió aplazar la misión hasta noviembre de 2011 por culpa del retraso acumulado por varios elementos de la misión. Este retraso le supuso a la agencia un gasto adicional de 400 millones de dólares. Finalmente, el coste de Curiosity se estima en unos 2500 millones.
MSL fue bautizado oficialmente como Curiosity en mayo de 2009. El nombre fue seleccionado mediante un concurso público organizado por la agencia en 2008 y en el que resultó ganadora la propuesta de Clara Ma, una niña estadounidense de 12 años.
Clara Ma, la niña norteamericana que bautizó a Curiosity
Imagen cortesía: NASA
Zonas de Marte accesibles para Curiosity. En negro, las regiones prohibidas
Imagen cortesía: NASA
Curiosity puede aterrizar en las regiones situadas a 2 km de altura, muy por encima de misiones anteriores
Imagen cortesía: NASA
Comparativas entre el MSL y otras misiones marcianas
Imagen cortesía: NASA
Curiosity
La sonda MSL Curiosity tiene una masa al lanzamiento de 3893 kg y se divide en cuatro partes principales:
- Etapa de crucero interplanetaria (539 kg).
- Cápsula de entrada atmosférica y etapa de descenso (2401 kg).
- El rover Curiosity propiamente dicho (899 kg).
Distintas partes de la sonda
Imagen cortesía: NASA
La sonda MSL en configuración de lanzamiento
Imagen cortesía: NASA
Rover Curiosity
El MSL (Mars Science Laboratory) Curiosity es un robot de 899 kilogramos con 75 kg de instrumentos científicos.
Tiene una longitud de 3,0 metros y una anchura de 2,8 metros. La altura máxima es de 2,2 metros, mientras que la longitud de su brazo robótico es de 2,1 metros. Posee seis ruedas con un diámetro de 50 centímetros, cada una de ellas con un motor eléctrico independiente. Tanto las ruedas frontales como las traseras se pueden dirigir independientemente, lo que permite rotar el vehículo alrededor de su eje. La suspensión garantiza que las seis ruedas estén en contacto con el suelo en todo momento, independientemente de la rugosidad del terreno. La velocidad máxima del rover es de 0,144 km/h, aunque en condiciones normales se espera que no supere la mitad de esa cifra, recorriendo unos 200 metros al día de media. En todo caso, ha sido diseñado para recorrer un mínimo de 20 km durante su misión primaria. Podrá superar obstáculos de hasta 65 cm de altura sin problemas.
El cerebro de Curiosity estará formado por dos ordenadores redundantes dotados de microprocesadores BAE RAD 750 de 200 MHz (basados en los PowerPC 750) con 250 MB de memoria RAM y 2 GB de memoria flash, lo que no está nada mal si lo comparamos con el único procesador RAD6000 de 20 MHz que incorporaban los MER Spirit y Opportunity. En un momento dado, sólo uno de los ordenadores estará encendido, mientras que el otro actuará de reserva. Para asegurar las comunicaciones con la Tierra, Curiosity posee dos antenas en banda X (7-8 GHz) y otra de alta ganancia en UHF (400 MHz) capaz de retransmitir los datos a través de las sondas que se encuentran operativas actualmente en órbita marciana (MRO, Mars Odyssey y Mars Express).
Rover MSL Curiosity con los distintos instrumentos científicos
Imagen cortesía: NASA
Detalle del rover
Imagen cortesía: NASA
Sistema de suspensión del rover
Imagen cortesía: NASA
Las ruedas del MSL (derecha) comparadas con las usadas por los MERs y Sojourner
Imagen cortesía: NASA
Curiosity no será la primera nave marciana alimentada por energía nuclear, ya que ese honor recae en las Viking de los años 70, pero sí será el primer rover planetario que use exclusivamente esta fuente de energía. Los Lunojod soviéticos usaban RTGs a base de polonio como fuente de calefacción durante la noche lunar, pero la energía eléctrica se generaba mediante paneles solares. Del mismo, modo, los rovers marcianos anteriores han empleado pequeñas cantidades de isótopos radiactivos (aunque no RTGs) como calefactores. Curiosity está dotado un generador termoeléctrico de radioisótopos de tipo MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) con 4,8 kg de dióxido de plutonio capaz de generar 2700 Wh/día de calor y 123 W de potencia eléctrica (con un voltaje de 28 V de corriente continua). El plutonio-238 al desintegrarse constituye una fuente constante de calor que es transformado en energía eléctrica gracias a un conjunto de termopares. El MMRTG tiene unas dimensiones de 64 x 66 cm y una masa de 45 kg. Su vida útil se estima en 14 años. Al contrario de lo que mucha gente cree, el MMRTG no alimenta directamente a los sistemas de la nave, sino que se usa para recargar dos baterías de ion-litio con una capacidad de 42 Ah cada una. Para evitar contrastes térmicos elevados, la mayor parte de instrumentos de Curiosity se apagarán durante la noche marciana. El MMRTG no será instalado en la sonda hasta poco antes del lanzamiento, para lo cual se empleará una escotilla lateral en el back shell.
MMRTG
Imagen cortesía: NASA
Sistema de transporte del MMRTG
Imagen cortesía: NASA
Pruebas del MMRTG en la cámara de vacío
Imagen cortesía: NASA
El MMRTG se colocará en el interior de la sonda a través de la escotilla en el escudo trasero
Imagen cortesía: NASA
Cápsula atmosférica y etapa de descenso
Durante el viaje a Marte, Curiosity estará situado dentro de una cápsula (aeroshell) que se divide en el escudo trasero (back shell) y el escudo térmico propiamente dicho (heat shield). La masa total de la cápsula es de 2401 kg al lanzamiento. El aeroshell incluye varios lastres de tungsteno para cambiar el centro de gravedad de la cápsula y maniobrar así en la atmósfera marciana durante la entrada con ayuda de varios propulsores de gas. En el escudo trasero se encuentra el paracaídas, que, con 16 metros de diámetro, es el más grande que se haya usado en una misión fuera de la Tierra. En esta zona se encuentran también dos antenas integradas en las líneas del paracaídas, una en banda X para conexión directa con la Tierra y otra de UHF para comunicarse a través de las sondas que se hallan en órbita alrededor de Marte.
Paracaídas de Curiosity en las pruebas de túnel de viento
Imagen cortesía: NASA
El escudo térmico, de 4,5 metros de diámetro, está construido por Lockheed-Martin y es el más grande usado en Marte y en una sonda espacial no tripulada, superando incluso al escudo de las cápsulas Apolo (4 metros de diámetro) o Soyuz (2,2 metros). Sólo el escudo térmico de la Orión será más grande. Como comparación, los escudos de los MER Spirit y Opportunity medían 2,65 metros. Está construido usando PICA (Phenolic Impregnated Carbon Ablator), un material de ablación capaz de resistir los 2100º C de la entrada atmosférica y que ya ha sido usado con éxito en la cápsula de la misión Stardust.
El escudo térmico de Curiosity por las dos caras
Imagen cortesía: NASA
Comparación del tamaño de las cápsulas de las Viking, MER/Pathfinder/Phoenix y MSL
Imagen cortesía: NASA
Curiosity se encuentra unido a la etapa de descenso, un sistema de propulsión que se encargará de situar el rover en la superficie de Marte. La etapa de descenso emplea ocho motores de hidrazina denominados MLE (Mars Lander Engines) construidos por Aerojet. Por primera vez en una misión planetaria, los MLE tienen un empuje regulable, alcanzando un máximo de 3300 N cada uno. La etapa de descenso emplea 387 kg de hidrazina distribuidos en tres tanques esféricos. La alimentación de los motores se consigue mediante presión gracias a dos tanques de helio. Será la etapa de descenso la que llevará a cabo la delicada maniobra Sky Crane para aterrizar en Marte. Como su nombre indica, durante esta maniobra Curiosity colgará de esta etapa, que actuará como una grúa volante hasta situar el vehículo en la superficie. Por este motivo, el rover está unido a la etapa de descenso a través de tres cables de sujeción con una longitud máxima de 7,5 metros, además de un umbilical con conexiones eléctricas. Esta etapa estará controlada en todo momento por el ordenador central del rover e incluye también antenas de comunicaciones (banda X y UHF), además de el radar Doppler de aterrizaje dotado de seis antenas.
Etapa de descenso. Se aprecian los ocho motores y las antenas del radar Doppler (en la parte superior)
Imagen cortesía: NASA
Detalle de la etapa de descenso unida a Curiosity: 1: Radar Doppler, 2: Motores Principales, 3: Sistema de control de actitud , 4: Antena UHF, 5: rover
Imagen cortesía: NASA
Detalles de la cápsula atmosférica: 1: Escudo térmico, 2: Escudo trasero, 3: lastres de tungsteno, 4: Sistema de control de actitud (4 motores) , 5: Escotilla de entrada (dos), 6: Ventana, 7: Puntos de unión del escudo térmico, 8: Compartimento del paracaídas, 9: Unión de los escudos, 10: Lastre de tungsteno, 11: cubierta de las antenas.
Imagen cortesía: NASA
Etapa de crucero interplanetario
La cápsula de entrada atmosférica está unida a una etapa de crucero de 539 kg que se encargará de las maniobras durante el trayecto hasta el planeta rojo. La etapa de crucero, de forma toroidal, está construida en aluminio e incluye una antena de media ganancia, cuatro sensores solares, un sensor estelar y diez radiadores, además del sistema de propulsión. Este sistema consiste en ocho propulsores monopropelentes de 5 N de empuje agrupados en dos conjuntos, alimentados por dos tanques de hidrazina de 48 cm de diámetro. La alimentación eléctrica de la etapa de crucero corre a cargo de seis paneles solares de 12,8 metros cuadrados situados en la parte superior de la misma que generarán entre 2500 W y 1080 W.
Etapa de crucero de la sonda
Imagen cortesía: NASA
Instrumentos científicos de Curiosity
Curiosity dispondrá del conjunto más avanzado y complejo de instrumentos científicos en la historia de la exploración de Marte. Hay diez instrumentos principales:
Mastcam (Mast Camera): son los ojos de la sonda. Literalmente, porque al estar situados en la parte superior del mástil de instrumentos le dan al rover una apariencia humana muy característica. Este instrumento incluye dos cámaras independientes (dos "ojos") de dos megapíxel cada una situadas a dos metros sobre el nivel del suelo capaces de grabar vídeo de alta definición con diez imágenes por segundo. Las lentes están separadas 25 cm entre sí, lo que permitirá realizar imágenes en estéreo. Cada cámara usa un detector CCD Kodak de 1600 x 1200 píxel y posee una memoria flash de 8MB. El "ojo derecho" o Mastcam 100 posee un teleobjetivo de 100 mm de focal capaz de alcanzar una resolución de 7,4 cm por píxel a un kilómetro de distancia o de 150 micras (!) a dos metros de distancia. Cada imagen tendrá un campo de 6º x 5º. El "ojo izquierdo" o Mastcam 34 cuenta con una lente de 34 mm de focal. Podrá obtener imágenes con una resolución de 22 cm a un kilómetro de distancia o de 450 micras a dos metros. El campo de cada imagen tendrá un tamaño de 18º x 15º. A diferencia de otras cámaras instaladas en sondas espaciales Mastcam no necesita realizar tres exposiciones con tres filtros distintos para obtener una imagen en color, ya que el CCD está cubierto por una red que incluye filtros para los colores rojo, verde y azul. De todas formas, cada cámara tiene una rueda de filtros tradicionales para varias longitudes de onda. Uno de los filtros permitirá obtener imágenes directas del Sol para medir la cantidad de polvo en suspensión en la atmósfera. Mastcam ha sido construido por Malin Space Science Systems.
Cámara MastCam
Imagen cortesía: NASA
ChemCam (Chemistry and Camera): éste es sin duda el instrumento más espectacular de la misión. Consiste en un láser infrarrojo de un megavatio de potencia capaz de vaporizar rocas a siete metros de distancia para analizar espectroscópicamente la composición del plasma resultante. ChemCam está situado encima de Mastcam e incluye un telescopio de 110 mm de focal y una cámara monocromática con un CCD de 1024 x 1024 píxel. La luz resultante de la vaporización es captada por el telescopio y dirigida a través de seis metros de fibra óptica hasta tres espectrómetros situados en el interior del rover. Los espectrómetros podrán analizar 6144 longitudes de onda distintas en el rango de 240-850 nm (del ultravioleta al infrarrojo). Es la primera vez que se utiliza esta técnica espectroscópica en una misión interplanetaria. ChemCam ha sido diseñada en el Los Alamos National Laboratory con la colaboración de la agencia espacial francesa (CNES). El CNES ha suministrado el láser (construido por Thales) y el telescopio, mientras que los espectrómetros son obra del LANL.
ChemCam
Imagen cortesía: NASA
ChemCam en funcionamiento
Imagen cortesía: NASA
APXS (Alpha Particle X-Ray Spectrometer): este espectrómetro está situado en el extremo del brazo robótico de Curiosity y es muy similar a los APXS de los rovers marcianos Sojourner, Spirit y Opportunity, pero cinco veces más sensible. Incluye una pequeña cantidad (700 microgramos, el doble del APXS de los MER) de curio-244 radiactivo para generar partículas alfa (de 5 MeV) y rayos X (14-18 keV) necesarios para llevar a cabo estudios espectrométricos de las rocas marcianas en contacto con el instrumento. Funciona en contacto directo con la roca y puede detectar concentraciones de sustancias de hasta un 0,5% de la composición. A diferencia de los APXS de los MER, este instrumento lleva incorporado un refrigerador que le permite funcionar a cualquier hora del día, no solamente durante la noche. APXS ha sido construido por la agencia espacial canadiense (CSA).
APXS
Imagen cortesía: NASA
MAHLI (MArs Hand Lens Imager): MAHLI es un microscopio geológico para estudiar las rocas marcianas en detalle. Consiste en una cámara a color instalada en el extremo del
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