Ciencias

En Islandia, probando drones que podrían ser el futuro de la exploración de Marte

El 18 de febrero de 2021, si todo va según lo planeado, el rover Perseverance de la NASA aterrizará en Marte. Mientras recorre, buscando signos de habitabilidad en el pasado, Ingenuidad– un diminuto helicóptero experimental de energía solar que hace autostop en su parte inferior – intentará demostrar la posibilidad de volar en otro mundo por primera vez. Es posible que estemos mirando hacia el futuro de la exploración del Planeta Rojo.

De vuelta en la Tierra, otros ya miran más allá de la ingenuidad. Un concepto de misión a Marte financiado por la NASA de última generación, la Red de Exploración de Vehículos Aéreos Rover o CUERVO, está a punto de ser puesto a prueba en un desafío sin igual. El proyecto emparejará un vehículo autónomo con drones especializados y se enviará a través de un campo de lava de 32 millas cuadradas en Islandia como prueba para un futuro en Marte.

Los rovers interplanetarios son maravillas tecnológicas, pero están atrapados en el suelo. Los drones, de una forma u otra, son el siguiente paso evolutivo y se utilizarán para algo más que reconocimiento. Con agujeros y taladros, eventualmente “irán a algún lugar donde el vehículo espacial no pueda ir y traer algo de regreso”, dice. Christopher Hamilton, científico planetario de la Universidad de Arizona e investigador principal de RAVEN.

Hamilton lanza un dron en Islandia. Cortesía de Christopher Hamilton / Universidad de Arizona

No hay duda del impacto que los drones están teniendo en la ciencia en este momento. Durante la prolífica erupción de Hawái Volcán Kilauea en 2018, el gobierno ha autorizado el mayor despliegue pacífico de drones en la historia de Estados Unidos. Dirigido por un ex defensor de los drones Angie Diefenbach, geólogo del Observatorio del Volcán Cascades del Servicio Geológico de EE. UU., Se utilizaron para filmar fuentes de lava de cerca, rastrear la progresión de deslizamiento de la roca fundida e incluso ayudar a las personas a escapar de sus hogares en la oscuridad de la noche.

Hoy, el Servicio Geológico de EE. UU. Tiene un programa de drones dedicado, que llega a universidades de todo el mundo que los utilizan para llegar a lugares inaccesibles o peligrosos para científico buscar. “Es la era de los drones”, dice Diefenbach. “Vamos a hacer tantas cosas interesantes”.

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No hace mucho, los drones más avanzados “estaban todos en manos de los militares”, dice Gordon Osinski, científico planetario de la Universidad de Western Ontario y miembro del equipo RAVEN. Ahora puede comprar en línea o en su tienda de informática local. Gradualmente, dice, los drones “están cambiando la forma en que hacemos el trabajo de campo en la Tierra. Y creo que definitivamente hará lo mismo con otros planetas. “

Los drones podrán proporcionar vistas poderosas y sin precedentes de los paisajes marcianos, tal como lo hacen en Islandia.
Los drones podrán proporcionar vistas poderosas y sin precedentes de los paisajes marcianos, tal como lo hacen en Islandia. Cortesía de Christopher Hamilton / Universidad de Arizona

Los científicos se están volviendo muy buenos volando drones aquí, pero volar en Marte será más difícil. La densidad del aire es una fracción de la de la Tierra, por lo que cualquier aviador mecánico tendrá que esforzarse mucho más para conseguir algo de elevación, de ahí la prueba de ingenio. Mientras los ingenieros luchaban con este desafío en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en 2014, el sistema volcánico Bárðarbunga en Islandia Estallar. Entre agosto de 2014 y febrero de 2015, vertió suficiente lava para sofocar fácilmente Manhattan, lo que la convierte en la erupción más grande de Islandia en 230 años.

El flujo de lava, mientras cocinaba hielo y atrapaba agua debajo, desarrolló un sistema hidrotermal con fuentes termales que se convirtió en el hogar de muchos microbios felices. En 2021, las cosas se enfriaron, pero aún existen rastros de estos bastiones de la vida, creando un entorno similar al que los investigadores esperan poder identificar en Marte. Por la melodía de $ 3,1 millones, La NASA estuvo de acuerdo con Hamilton en que sería un gran lugar para probar la próxima generación de exploradores automatizados de Marte, y así nació RAVEN.

Hay dos componentes en RAVEN. El primero es el vehículo espacial. Cortesía de la Agencia Espacial Canadiense, es comparable a Curiosidad en capacidad y diseño. Puede ser operado de forma remota por un humano (en Marte habría varios minutos de retraso entre los comandos y la acción), pero también es capaz de navegar por la tierra solo.

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Christopher Hamilton con el rover RAVEN.
Christopher Hamilton con el rover RAVEN. Cortesía de Christopher Hamilton / Universidad de Arizona

La verdadera innovación del proyecto estará a cargo. El dron es un hexacóptero de fibra de carbono, capaz de volar durante unos 35 minutos y hasta una distancia de tres millas, llevando alrededor de 20 libras de equipo científico. Actuará como el asistente de campo del rover con mayor capacidad tecnológica.

Una cámara será una herramienta fundamental, pero para algo más que fotografía aérea. Puede tomar varias fotografías diferentes de la misma característica de la superficie y luego enviarlas al rover, donde procesadores más robustos harán verdaderos mapas del terreno en 3D: “una representación virtual completa del entorno alrededor del dron y el rover”, dice Hamilton. Estos, a su vez, lo ayudarán a navegar por el área con precisión y rapidez.

El dron también utilizará un espectrómetro infrarrojo casi visible, que analiza la radiación que sale del suelo para identificar cualquier mineral o sustancia interesante. Pero el dron tiene otra aplicación espectacular.

La NASA se centra en traer rocas cristalinas de Marte a la Tierra. Perseverance desenterrará y almacenará en caché 43 muestras de rocas del tamaño de un bolígrafo que, a través de una serie de misiones de la NASA y la Agencia Espacial Europea, serán traído a la Tierra en 2031. A medida que esta máquina robótica Rube Goldberg se desarrolle, RAVEN probará una nueva forma de obtener muestras en Islandia.

“Mi parte favorita de RAVEN es Claw”, dice Hamilton. Esto se refiere a un caparazón, o una serie de diseños de caparazón, que se adjuntarán al dron. Las rocas de interés se recolectarán y se llevarán de regreso al rover, donde la tecnología de interrogación química del rover verá si la roca es lo suficientemente fascinante como para visitar su origen, ya sea para ver el contexto original o para obtener una muestra más grande.

Los científicos también buscan utilizar el mismo concepto para sus drones terrestres. “La parte más emocionante fue ver a Claw unido a él, porque ahí es exactamente donde me gustaría ir el año que viene, para el [U.S. Geological Survey] al menos ”, dice Diefenbach, para las aplicaciones aquí. “Me emocionó mucho”.

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El socio de ingeniería del equipo, Robótica de abejas, también está creando proyectos de perforación para extraer pequeños núcleos cilíndricos o transformar rocas en polvo que se puede aspirar y transportar al rover.

Vapor que sale del campo de lava Holuhraun de Islandia.
Vapor que sale del campo de lava Holuhraun de Islandia. Cortesía de Christopher Hamilton / Universidad de Arizona

Este año, el hardware RAVEN se está fabricando y el software se codifica mientras se fabrica el hardware. Los juegos comenzarán en el verano de 2022, cuando el jeep y los drones lleguen al volcán Bárðarbunga Campo de lava de Holuhraun.

La primera prueba del equipo en sí es similar a las instrucciones de un examen práctico final. Un equipo de operaciones que no esté familiarizado con el sitio, que incluirá a estudiantes, utilizará imágenes de satélite para determinar dónde “aterrizar” mejor el rover y los drones. Emitirán comandos a ambos vehículos y, dentro de un período de tiempo determinado medido en los días de Marte, caracterizarán la geología del medio ambiente e identificarán focos potencialmente habitables o anteriormente habitables. Además de probar la tecnología RAVEN, la prueba determinará si un nuevo equipo en el sitio podrá identificar las áreas más astrobiológicamente para estudiar, tal como debería hacer una futura misión de drones espaciales a Marte. “No puedo participar en la planificación científica de nuestro equipo, porque tengo la clave de la respuesta”, dice Hamilton, quien ya conoce la ubicación y las áreas con mayor potencial de exploración. Una vez finalizada la prueba y el equipo compara las observaciones, la examinan en el verano de 2023.

Hamilton puede imaginar el momento en que RAVEN, o algo así, se implanta realmente en Marte. En esta etapa, dice, “existe la posibilidad de que el rover sea un astronauta”. Imagínense eso, no ciencia ficción, sino real: científicos viajando por el espacio, volando drones sobre volcanes marcianos, buscando biofirmas alienígenas en la brumosa luz del sol distante, la Tierra (y los campos de lava de Islandia) como una mancha azulada en el cielo. .

Prudencia Febo

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