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La NASA está planeando ‘estrellar’ deliberadamente futuras naves espaciales en Marte

Métodos de prueba de la NASA para aterrizar en Marte

La NASA está trabajando en una nave espacial diseñada para «chocar» deliberadamente en la superficie de Marte, proporcionando una forma nueva y más fácil de aterrizar vehículos exploradores en el planeta rojo. La agencia espacial de EE. UU. ya ha colocado con éxito naves en la superficie marciana nueve veces, basándose en una combinación de paracaídas, bolsas de aire y mochilas propulsoras para garantizar que su costosa tecnología de exploración sobreviva a cada aterrizaje. Ahora, sin embargo, los ingenieros están trabajando en un nuevo tipo de módulo de aterrizaje, denominado Dispositivo de aterrizaje de energía de alto impacto simplificado (SHIELD), que utiliza una base plegable similar a un acordeón similar a las zonas de deformación de los automóviles modernos para absorber la energía del contacto. abajo.

El director del proyecto SHIELD, el Dr. Lou Giersch, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en California, dijo: «Creemos que podríamos ir a áreas más traicioneras». En tales sitios, explicó, «no nos gustaría arriesgarnos a tratar de colocar un rover de mil millones de dólares con nuestros sistemas de aterrizaje actuales».

Tradicionalmente, la NASA se ha centrado en los sitios de aterrizaje en Marte que tienen un terreno plano, que es mucho más seguro para aterrizar que un terreno rocoso u ondulado. El Dr. Giersch agregó: «Tal vez incluso podríamos aterrizar varios de estos en diferentes lugares de difícil acceso para construir una red».

La idea del programa SHIELD, un aterrizaje forzoso deliberado en Marte, en realidad provino de otro proyecto de la NASA que pedía un aterrizaje forzoso seguro en la Tierra.

Esta campaña “Mars Sample Return” está trabajando para traer muestras de rocas de la superficie del planeta rojo recolectadas por el rover Perseverance y colocadas en tubos metálicos herméticos.

La NASA está trabajando en una nave espacial diseñada para «chocar» deliberadamente en la superficie de Marte (Imagen: NASA / JPL-Caltech / Academia de Ciencias de California)

El prototipo básico de SHIELD

El 12 de agosto, la NASA realizó una prueba de un prototipo del ‘atenuador plegable’ de SHIELD, en la foto (Imagen: NASA / JPL-Caltech)

Un par de futuras naves espaciales, el Mars Ascent Vehicle y el Earth Return Orbiter, levantarán estos tubos de muestra de la superficie marciana y los regresarán a la Tierra, aterrizando de manera segura en un lugar desierto desde el cual se pueden recuperar las muestras geológicas para su análisis.

Mientras estudiaban posibles enfoques para este aterrizaje, los ingenieros de la NASA comenzaron a preguntarse si el mismo concepto podría usarse a la inversa, para llevar mejor la tecnología a Marte.

El miembro del equipo de SHIELD Velibor Ćormarković del JPL dijo: “Si quieres aterrizar algo duro en la Tierra, ¿por qué no puedes hacerlo al revés para Marte?

“Y si podemos hacer un aterrizaje forzoso en Marte, sabemos que SHIELD podría funcionar en planetas o lunas con atmósferas más densas”.

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La torre de caída de la NASA

La NASA usa una ‘torre de caída’ de 90 pies de altura que tiene una honda gigante para arrojar objetos al suelo (Imagen: NASA / JPL-Caltech)

El primero incluiría la Tierra. De hecho, la densidad atmosférica más alta encontrada en el planeta rojo es de alrededor de 0,02 kilogramos por metro cuadrado.

Esto es equivalente a la densidad atmosférica enrarecida que se encuentra a una altitud de 22 millas sobre la superficie de la Tierra.

Un requisito vital para SHIELD es que el diseño debe poder proteger los componentes electrónicos sensibles de su carga útil y, de manera similar, su contraparte de Mars Sample Return debe ser capaz de preservar los tubos de muestra y su precioso contenido.

Para probar ambos, los ingenieros de la NASA han estado utilizando la llamada torre de caída, un aparato de 90 pies de altura con una honda gigante para lanzar objetos al suelo a la misma velocidad que alcanzaría una nave espacial durante un aterrizaje forzoso real.

Una infografía sobre los rovers de Marte de la NASA

La NASA ya ha colocado con éxito naves en la superficie marciana nueve veces (Imagen: Express.co.uk)

Antes de transferirse a JPL, el Sr. Ćormarković trabajó para la industria del automóvil, utilizando maniquíes de prueba de choque para explorar cómo los impactos afectan a los vehículos de carretera. En muchas de estas pruebas, explicó, los autos se colocan en trineos que se aceleran a velocidades fenomenales antes de estrellarse contra una pared u otro tipo de barrera.

El Sr. Ćormarković dijo: “Las pruebas que hemos hecho para SHIELD son como una versión vertical de las pruebas de trineo. Pero en lugar de una pared, la parada repentina se debe a un impacto en el suelo”.

El 12 de agosto de este año, la NASA realizó una prueba en la torre de caída de un prototipo de tamaño completo del «atenuador plegable» de SHIELD: una pirámide invertida de anillos de metal diseñada para absorber la fuerza del impacto. Nathan Barba, miembro del proyecto SHIELD, dijo: “Escuchar la cuenta regresiva me puso la piel de gallina. Todo el equipo estaba emocionado de ver si los objetos dentro del prototipo sobrevivirían al impacto”.

Para simular la electrónica que llevaría una nave espacial real, la carga útil del experimento incluía un acelerómetro, una radio y un teléfono inteligente. El viaje del atenuador duró solo dos segundos: se estrelló contra el suelo a la friolera de 110 millas por hora, la misma velocidad alcanzada por un módulo de aterrizaje de Marte cuando se acerca a la superficie, siguiendo el efecto de la resistencia atmosférica en su velocidad de entrada de 14,500 millas por hora.

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Un coche en pruebas de choque

SHIELD utiliza una base plegable similar a un acordeón similar a las zonas de deformación de los automóviles modernos (Imagen: Getty Images)

Para hacer que el aterrizaje simulado sea un poco más difícil de lo que cabría esperar en la realidad, el equipo reemplazó la «zona de aterrizaje» de tierra utilizada en pruebas anteriores con una placa de acero de 2 pulgadas de espesor. Las lecturas tomadas por el acelerómetro revelaron que el prototipo SHIELD chocó con esta placa con una fuerza de alrededor de un millón de newtons.

A pesar de rebotar en el suelo y volcarse, un resultado inesperado atribuido a la introducción de la placa de metal, el equipo descubrió que todos los dispositivos del prototipo SHIELD sobrevivieron casi ilesos. El Dr. Giersch dijo: «El único hardware que se dañó fueron algunos componentes de plástico que no nos preocupaban».

Concluyó: “¡En general, esta prueba fue un éxito!” Sin embargo, queda por ver si SHIELD será un éxito tan rotundo cuando se implemente en Marte.

Con ese fin, con la prueba reciente completa, el equipo ahora está trabajando para diseñar el resto del módulo de aterrizaje en el transcurso del próximo año.

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