Así son los instrumentos con los que InSight analizará Marte

Este texto es el tercero y último dedicado al aterrizaje de la sonda InSight en Marte. Recuerden que se producirá la noche del lunes 26 de noviembre a las 20:54 (hora peninsular española). En el primero de los textos les hablé de la maniobra de aterrizaje propiamente dicha; en el segundo, del lugar de aterrizaje: Elysium Planitia. En éste les hablaré de los instrumentos que utilizará InSight para estudiar el interior del planeta Marte.

Por lo tanto, ¿qué hará InSight para desarrollar su labor científica? Lo primero de todo será saber dónde está. Y no me refiero a ver si está en Elysium Planitia. Me refiero a realizar un análisis en detalle de sus alrededores más inmediatos. Para ello tomará una imagen panorámica de 360º. Cuando los científicos e ingenieros analicen esa imagen, deberán tomar dos decisiones que afectan a dos de sus instrumentos principales:

  • Dónde realizarán la perforación.
  • Dónde situarán el sismómetro.

A continuación les hablaré de estos dos instrumentos y también del tercero que forma la terna instrumental con la que InSight analizará el interior de Marte. Y para finalizar, les hablaré de TWINS, el instrumento español a bordo de la misión.

instrumentos de InSight en Marte

Instrumentos de InSight || Fuente: NASA (Ampliar imagen).

Los instrumentos de InSight

La instrumentación fundamental de InSight para explorar el interior de Marte está formada por HP3, SEIS y RISE. En el momento del aterrizaje, los tres estarán situados en la parte alta del aterrizador. Mientras que RISE operará desde esa posición, los otros dos tendrán que ser colocados en la superficie de Marte.

Será el brazo robótico de la sonda quien los coloque. Para ello, el extremo de ese brazo dispone de una pinza que agarrará en primer lugar el sismómetro SEIS, situándolo en superficie en el lugar que hayan elegido los científicos e ingenieros tras analizar la zona de aterrizaje. Una vez situado, el brazo colocará sobre el sismómetro su cubierta protectora.

Por otro lado, ese mismo brazo robótico prenderá la sonda autopenetrante HP3. También, tras analizar el lugar de aterrizaje, sabrán cuál es el lugar más apropiado para perforar el subsuelo marciano. Y como les digo, RISE operará desde la parte alta de la sonda.

Ahora, veamos estos tres instrumentos uno a uno.

SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure)

Es el sismómetro de la misión y se compone, como les he dicho más arriba, de dos partes: por un lado el sismómetro propiamente dicho; por otro, la cubierta que lo protegerá de vientos y de cambios bruscos de temperatura. Son factores que podrían afectar a la medición de ondas sísmicas en Marte.

SEIS es tan sensible que detectará incluso vibraciones cuya amplitud sea menor que el tamaño de un átomo de hidrógeno. Las medidas sísmicas que tome permitirán a los científicos hacerse una idea de la actividad interna del planeta. Esto aportará información acerca de la naturaleza del material que formó los planetas rocosos del sistema solar. Las ondas sísmicas procederán de dos fuentes: posibles terremotos e impactos meteoríticos. Además, la interpretación de los datos podría decirnos si hay agua líquida o columnas de volcanes activos bajo la superficie marciana.

Instrumento de InSight: SEIS

Detalles del instrumento SEIS || Fuente: MuyComputer (Ampliar imagen).

Este instrumento requiere una potencia máxima de 8,5 vatios y nos transmitirá unos 38 Mb de datos por día. El investigador principal de SEIS es Philippe Lognonné, científico del Institute of Earth Physics de París y de la University Paris Diderot.

HP3 (Heat Flow and Physical Properties Probe)

Esta sonda autopenetrante perforará hasta un máximo de 5 metros bajo la superficie de Marte. Será la mayor profundidad alcanzada por cualquier sonda anterior que ha visitado este planeta. La misión de este instrumento es la de medir el calor procedente del interior y así revelar cuánto calor fluye y cuál es esa fuente de ese calor.

Las medidas las tomará con una serie de sensores térmicos de alta sensibilidad fijados cada 50 cm en la cinta que sujeta al propio percutor. Con estos datos, los científicos determinarán si Marte se formó a partir del mismo material que la Tierra y la Luna, además de ofrecer una visión de cómo evolucionó el planeta.

Instrumentos de InSight: HP3

El instrumento HP3 perforando la superficie marciana || Fuente: NASA (Ampliar Imagen).

El instrumento tiene una masa de unos 3 Kg y exige una potencia máxima de 2 vatios, que será cuando perfore la superficie de Marte. A lo largo de todo el experimento producirá unos 350 Mb de datos que serán transmitidos a la Tierra. El investigador principal de este instrumento es Tilman Spohn del DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), o lo que es lo mismo, el Centro Aeroespacial Alemán.

RISE (Rotation and Interior Structure Experiment)

Este experimento está compuesto por dos antenas tipo bocina de ganancia media (MGA) y un transpondedor de radio en banda X. Este equipo ofrecerá con gran precisión la ubicación del módulo de aterrizaje. Los científicos podrán determinar cuánto se tambalea el polo norte de Marte a medida que el planeta órbita al Sol.

Tras interpretar estos datos, los científicos podrán obtener información detallada sobre el tamaño del núcleo y si está en estado sólido o líquido. Para ello se basarán en la gran cantidad de modelos que existen, bastante precisos, que simulan estos comportamientos de bamboleo en función de la composición del núcleo. El que más se ajuste a los movimientos medidos será el que nos ofrezca los datos del interior del planeta.

Instrumentos de InSight: RISE

Ubicación de las antenas del instrumento RISE || Fuente: NASA (Ampliar imagen).

Este instrumento tiene una masa de algo más de 7 Kg y requiere una potencia de 78 vatios para funcionar hasta una hora al día. El investigador principal de este instrumento es William Folkner del JPL (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA en Pasadena (Estados Unidos).

TWINS (Temperatures and Winds for InSight): la colaboración española en Marte

Este instrumento ha sido desarrollado en el Centro de Astrobiología (CAB/CSIC-INTA) y está compuesto por dos booms colocados diametralmente opuestos sobre la parte alta de la sonda. Estos booms son similares a los que incorpora el instrumento REMS (Rover Environmental Monitoring Station), también desarrollados en el CAB que están a bordo del Curiosity. El instrumento TWINS medirá temperaturas y velocidades de viento y ayudará a caracterizar la climatología de Elysium Planitia.

Además, también ayudará a detectar falsos positivos en la recepción de ondas sísmicas. ¿Cómo lo hará? En Marte los vientos pueden llegar a soplar superando incluso los 100 Km/h. Sin embargo, al ser la atmósfera marciana unas 120 veces más tenue que la de la Tierra, los vientos son muchísimo menos intensos. Como dato, la presión atmosférica en nuestro planeta es de 1013 hPa, mientras que en Marte es de unos 8 hPa.

twins

Boom del instrumento REMS a bordo del rover Curiosity, similar al que incorpora InSight || Fuente: NASA/JPL-Caltech (Ampliar imagen).

A pesar de la baja intensidad, la fuerza de los vientos marcianos es suficiente como para hacer vibrar ligeramente la cubierta del sismómetro o incluso las patas de apoyo de InSight. Esas vibraciones provocarían ondas sísmicas que serían captadas por SEIS y éstas no son producidas ni por terremotos ni por impactos de meteoritos. Con esto, la sismicidad detectada en condiciones de fuertes vientos serán tomadas como falsos positivos y, por lo tanto, descartadas.

El instrumento TWINS tiene una masa de 270 gramos. En un escenario típico comprendido entre los -70º C y los 0º C y un setpoint de -55º C, la potencia media sería unos 0,54 vatios y la máxima de 2 vatios. El investigador principal de este instrumento es José Antonio Rodríguez- Manfredi, investigador del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

¡Disfruten de los “siete minutos de terror”!

Pues con este texto termino la previa al aterrizaje de InSight. Así que, queridos lectores, recuerden que pueden seguir el aterrizaje desde todos estos canales de retransmisión. Si lo hacen disfruten de los “siete minutos de terror”. Seguro que todo va fenomenal. Y a partir del martes 27 les contaré todo lo relevante que proporcione esta misión. Lo dicho… ¡Disfruten!

Agradecimientos

  • Jorge Pla-García.
  • José Antonio Rodríguez-Manfredi.

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