La NASA presenta a ‘Optimism’, el hermano gemelo del rover marciano Perserverance

OPTIMISM, el modelo de ingeniería a gran escala del rover Perseverance, comienza una serie de pruebas rigurosas para evaluar el riesgo de posibles peligros al conducir en la superficie del Planeta Rojo.

En un día reciente de noviembre, el rover del tamaño de un automóvil rodó lentamente hacia adelante, luego se detuvo, encaramado en el umbral de un paisaje marciano. Pero este rover, llamado OPTIMISM, no estaba en el Planeta Rojo. Y el paisaje era una maqueta llena de rocas del Marte real: el Mars Yard en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California.

OPTIMISM, un gemelo del rover Perseverance que está explorando el cráter Jezero en Marte, realizará un trabajo crucial en las próximas semanas: navegar por las pendientes y peligros de Mars Yard, perforar muestras de rocas y almacenar las muestras en tubos de metal, al igual que Perseverance, en Marte, está haciendo su búsqueda de signos de vida microbiana antigua. OPTIMISM, abreviatura de Gemelo Operacional de Perseverance para la Integración de Mecanismos e Instrumentos enviados a Marte, se conoce más genéricamente como un banco de pruebas de sistemas de vehículos y el rover, recientemente actualizado, comienza a probar nuevos equipos por primera vez este mes.

Las pruebas ayudan a garantizar que el gemelo de OPTIMISM en Marte pueda ejecutar de manera segura los comandos enviados por los controladores en la Tierra. También podrían revelar problemas inesperados que podría encontrar Perseverance.

"El tamaño y la forma de las rocas en el campo visual, ¿se convertirán en obstáculos o no?" dijo Bryan Martin, gerente de software de vuelo y bancos de pruebas en JPL. “Probamos mucho de eso, averiguamos qué tipo de cosas evitar. Lo que hemos atravesado con seguridad por aquí, ha informado a los conductores del rover en la planificación de sus travesías en Marte. Hemos realizado tantas pruebas sobre el terreno que podemos estar seguros de ello. Funciona."

Aproximadamente del tamaño de una cancha de tenis de dobles y el doble de ancho, el Mars Yard ha servido como campo de pruebas para muchos rover gemelos completamente diseñados, desde el modelo de ingeniería del primer y diminuto Sojourner que aterrizó en Marte en 1997 hasta el Misiones Spirit y Opportunity que comenzaron en 2004, a los rovers Curiosity y Perseverance que exploran Marte hoy.

En cada caso, un rover doble ha escalado pendientes, esquivado obstáculos o ayudado a los planificadores del rover a descubrir nuevos caminos en el parche simulado de Marte. OPTIMISM se implementó por primera vez en Mars Yard en septiembre de 2020, cuando realizó pruebas de movilidad.

Pero recientemente recibió algunas actualizaciones clave para combinar las funciones disponibles en Perseverance, incluido el software de movilidad adicional y la mayor parte del sistema de almacenamiento en caché de muestras, exquisitamente complejo. Y aunque el equipo ya ha realizado pruebas con el taladro de perforación al final del brazo robótico de OPTIMISM, probarán el conjunto de almacenamiento en caché adaptable recién instalado por primera vez en Mars Yard. Perseverance es responsable de almacenar muestras de rocas y sedimentos. Algunas o todas estas muestras iniciales podrían estar entre las devueltas a la Tierra por una misión futura.

“Ahora podemos hacerlo de punta a punta en el banco de pruebas”, dijo el líder de ingeniería de sistemas Vehicle System Ted Bed, José G. Trujillo-Rojas. "Perforamos en la roca, recolectamos la muestra del núcleo, y ahora tenemos el mecanismo responsable de almacenar esa muestra en el cilindro".

Y si surgen problemas en Perseverance en Marte, OPTIMISM puede usarse como una plataforma para descubrir qué salió mal y también cómo solucionarlo.

Gemelos gemelos

En este día de noviembre, un vehículo pesado transportó OPTIMISM desde un laboratorio de pruebas del JPL al garaje Mars Yard. Recientemente expandida, la estructura también brinda refugio a una de las contrapartes terrestres de Curiosity: MAGGIE, o Mars Automated Giant Gizmo for Integrated Engineering. Un segundo doble de Curiosity, una versión esquelética llamada "Espantapájaros" que carece de un cerebro de ordenador, se encuentra en un cobertizo separado en el Mars Yard.

MAGGIE se uniría a OPTIMISM en el garaje Mars Yard en los próximos días. Pero, por ahora, el equipo del banco de pruebas se centró en OPTIMISM. "5 metros en recto hacia adelante, ¿listo?" Leann Bowen, un ingeniero del banco de pruebas, llamó desde una consola deordenador dentro del garaje. “Está bien, tráela a casa, Leann”, dijo Trujillo-Rojas.

Con un chirrido de motores eléctricos, OPTIMISM avanzó sobre sus seis ruedas de metal, deteniéndose justo en la marca en el suelo de cemento del garaje, mientras los miembros del equipo del banco de pruebas miraban con sus batas blancas de laboratorio. A través de una puerta abierta de par en par delante del rover, el Mars Yard llamó.

Perforar muestras de núcleos de rocas terrestres en Mars Yard y sellarlas en tubos de metal no es tan sencillo como podría parecer. El equipo de Marte de JPL proporciona una variedad de tipos de rocas para que OPTIMISM pueda perforar, ya que la naturaleza exacta de la roca con la que se encontrará Perseverance a menudo no se puede conocer de antemano. El terreno también es una variable: una prueba anterior con el brazo robótico implicó aparcar el rover en una pendiente y luego ordenarle que perforara.

“Existía la posibilidad de que el rover se resbalara”, dijo Trujillo-Rojas. “Queríamos probar eso primero aquí en la Tierra antes de enviar instrucciones al rover en Marte. Eso fue aterrador, porque puedes imaginar que si perforas de esta manera, y el rover se desliza ligeramente hacia atrás, el taladro podría haberse atascado ".

OPTIMISM perforó el núcleo con éxito, lo que sugiere que Perseverance también podría llevar a cabo la perforación en una pendiente si fuera necesario.

Prueba de conducción

Con viajes más largos en el futuro cercano de Perseverance, otro trabajo para el gemelo con destino a la Tierra implicará presentar nuevos desafíos al sistema de navegación autónomo del rover, o AutoNav. Perseverance usa un poderoso ordenador para hacer mapas en 3D usando imágenes móviles del terreno por delante, y usa esos mapas para planificar su viaje con una mínima asistencia humana.

En las pruebas de Mars Yard, el vehículo gemelo puede hacer una pausa mientras "piensa" en varias opciones posibles, o incluso decide, inesperadamente, evitar los obstáculos por completo y simplemente dar la vuelta.

"Al ver el rover moverse de forma autónoma en el Mars Yard, uno tiene la sensación de estar conectado al rover en Marte", dijo. "Te da esa conexión visual".

Por supuesto, OPTIMISM y su equipo humano deben lidiar con factores ambientales muy diferentes a los que encuentra Perseverance, que está construido para temperaturas bajo cero y radiación intensa. La gravedad más fuerte de la Tierra requería que las ruedas de metal de OPTIMISM fueran más gruesas que las de su contraparte marciana. Y sus componentes electrónicos, a veces, deben enfriarse para evitar daños por las temperaturas de verano del sur de California, lo opuesto al problema causado por el frío profundo en Marte.

"En Marte, tratamos de mantener el rover caliente", dijo Trujillo-Rojas. "Aquí, estamos tratando de mantener la calma".

Ciervos, gatos monteses, tarántulas, incluso serpientes ocasionales, encuentran su camino hacia Mars Yard. Los incendios forestales en la región pueden llenar el aire de humo. Y los horarios de pruebas y dotación de personal tuvieron que lidiar con COVID-19.

"Hemos pasado por muchos desafíos con este rover", dijo. “Tan pronto como íbamos a empezar a construirlo, con la integración práctica, ocurrió la pandemia. Y luego tuvimos lluvias y mucho fuego. ¡Tuvimos que dejar el laboratorio lleno de humo! "

Ahora, un OPTIMISM renovado está listo para volver al trabajo.

"Es un gran hito para nuestro equipo", dijo Trujillo-Rojas.

Más sobre la misión

Un objetivo clave de la misión Perseverance en Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolitos marcianos (rocas y polvo rotos).

Las misiones posteriores de la NASA, en cooperación con la ESA (Agencia Espacial Europea), enviarían naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras selladas de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.

La misión Mars 2020 es parte del enfoque de exploración de la Luna a Marte de la NASA, que incluye misiones de Artemisa a la Luna que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.

JP, que es administrado por la NASA por Caltech en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.

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