Curiosity

Mars Science Laboratory (abreviada MSL), conocida como Curiosity,del inglés 'curiosidad', es una misión espacial que incluye un astromóvil de exploración marciana dirigida por la NASA.

El Curiosity tiene basicamente ocho objetivos:
Evaluación de los procesos biológicos:
1.º Determinar la naturaleza y clasificación de los componentes orgánicos del carbono.
2.º Hacer un inventario de los principales componentes que permiten la vida: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre.
3.º Identificar las características que representan los efectos de los procesos biológicos.
Objetivos geológicos y geoquímicos:
4.º Investigar la composición química, isotópica y mineral de la superficie marciana.
5.º Interpretar el proceso de formación y erosión de las rocas y del suelo.
Evaluación de los procesos planetarios:
6.º Evaluar la escala de tiempo de los procesos de evolución atmosféricos.
7.º Determinar el estado presente, los ciclos y distribución del agua y del dióxido de carbono.
Evaluación de la radiación en superficie:

8.º Caracterizar el espectro de radiación de la superficie, incluyendo radiación cósmica, erupciones solares y neutrones secundarios.

Fue lanzado el 26 de noviembre de 2011 a las 10:02 am EST, y aterrizó en Marte exitosamente en el cráter Gale el 6 de agosto de 2012, aproximadamente a las 05:31 UTC .La misión se centra en situar sobre la superficie marciana un vehículo explorador (tipo rover). Este vehículo es tres veces más pesado y dos veces más grande que los vehículos utilizados en la misión Mars Exploration Rover (Oportunity y Spirit), que aterrizaron en el año 2004. Este vehículo lleva instrumentos científicos más avanzados que los de las otras misiones anteriores dirigidas a Marte, algunos de ellos proporcionados por la comunidad internacional.

Silueta del curiosity comparada con silueta humana

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.
Curiosity está dotado  de 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.



El curiosity llevara varios instrumentos a bordo; las cámaras (MastCam, MAHLI, MARDI, Hazcams, Navcams), los espectrometros como la ChemCam, los medidores de radiación, el REMS, y MEDLI (instrumentación para el descenso y aterrizaje)

Partes del Curiosity

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.

ChemCam en funcionamiento (representación artistica)

Mars Hand Lens Imager (MAHLI): Este sistema consiste en una cámara montada en un brazo robótico del rover, y se usará para obtener tomas microscópicas de las rocas y suelo marciano, del mismo modo que el MI usado en la MER, aunque a diferencia de este, será capaz de tomar imágenes en color verdadero de 1600 x 1200 pixeles y con una resolución de 12.5 micrómetros por pixel. MAHLI tiene iluminación a base de leds en luz blanca y ultravioleta para la toma de imágenes en la oscuridad o fluorescentes. MAHLI tiene enfoque mecánico en un rango de infinito a distancias milimétricas.

MARDI (Mars Descent Imager): esta cámara filmo por primera vez el aterrizaje de una sonda en Marte. Consta de una cámara de gran angular con una CCD de 1600 x 1200 píxel que podrá obtener hasta cuatro imágenes por segundo con una resolución máxima de 1,5 mm. MARDI ya fue instalada en las sondas Mars Polar Lander y Phoenix, pero en el primer caso la sonda se estrelló y en el segundo caso se decidió no emplearla por motivos de seguridad.

Hazard Avoidance Cameras (Hazcams): En el MSL utiliza cuatro pares de cámaras de navegación en blanco y negro situadas en la parte delantera, izquierda, derecha y trasera del vehículo. Las cámaras de evasión de riesgos (también llamado Hazcams) se utilizan para la prevención de riesgos en las unidades del rover y para la colocación segura del brazo robótico en las rocas y en los suelos. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de las imágenes. Las cámaras tienen unos 120 grados de campo de visión y un mapa del terreno de hasta 3 metros (10 pies) en frente del vehículo. Estas imágenes de salvaguarda sirven para que el vehículo no choque inadvertidamente contra obstáculos inesperados, y trabaja en conjunto con el software que permite que el rover se desplace con seguridad.

Navigation Cameras (Navcams): El MSL utiliza dos pares de cámaras de navegación en blanco y negro montadas sobre el mástil de apoyo para la navegación del suelo. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de imágenes. Las cámaras tienen unos 45 grados de campo de visión.

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).

CheMin (Chemistry and Mineralogy): este instrumento de 10 kg analiza las muestras y el polvo de roca captadas por el brazo robot de la sonda mediante difracción por rayos X y fluorescencia de rayos X. Está instalado en la parte frontal del rover y se accede a él mediante un embudo con una tapa. Antes de ser analizadas, las muestras son filtradas para eliminar cualquier partícula con un tamaño superior a las 150 micras. El instrumento incluye 32 celdillas para las muestras, cinco de ellas con muestras terrestres de referencia para el calibrado del instrumento. CheMin ha sido construido por el Ames Research Center de la NASA.

Análisis de muestras en Marte (SAM): El instrumento así denominado, analiza muestras sólidas y gaseosas en búsqueda de compuestos orgánicos. Está siendo desarrollado por el Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA y el Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) (Laboratorio Inter-Universitario de Sistemas Atmosféricos). SAM consiste en un sistema de manipulación de muestras con 74 copas las cuales pueden ser calentadas a una temperatura de 1000 °C para enriquecer y derivar moléculas orgánicas de la muestra misma. El espectrómetro de cromatografía de gases es un espectrómetro cuadripolar con una rango de masa Dalton de 2-235 el cual obtiene información a través de las seis columnas cromatográficas de gases. El espectrómetro láser ajustable es capaz de medir radios de isótopos de carbono y oxígeno en el dióxido de carbono.

RAD (Radiation Assessment Detector): mide la radiación ambiental en el entorno de Curiosity, un elemento crucial para planificar una futura misión tripulada al planeta rojo. Este instrumento de 1,7 kg detectará rayos gamma, neutrones y partículas cargadas (de Z=1 - 26) de los rayos cósmicos. Será el primer instrumento que mida las dosis de radiación en la superficie marciana de forma directa. RAD ha sido construido por la NASA en colaboración con la agencia espacial alemana (DLR).

DAN (Dynamic Albedo of Neutrons): este instrumento se encargará de detectar agua en el subsuelo marciano. DAN medirá la dispersión de neutrones provenientes de un generador de neutrones situado en la parte derecha del rover. DAN ha sido construido por la Agencia Espacial Rusa (Roscosmos) y es similar a otros instrumentos transportados por las sondas Mars Odyssey o Fobos-Grunt.

REMS (Rover Environmental Monitoring Stations): se trata de un instrumento construido en España que será el encargado de monitorizar diariamente el tiempo atmosférico marciano. Dispone de sensores para medir la velocidad del viento, presión atmosférica, humedad y temperatura dispuestos en dos sondas que sobresalen horizontalmente del mástil del rover. Las dos sondas están separadas 120º entre sí para medir la velocidad del viento sin que interfiera el mástil. REMS incluye además un sensor ultravioleta (200-400 nm) en la cubierta del rover. Ha sido construido por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial y el Ministerio de Ciencia e Innovación de España. 

El descenso

Curiosity llego a marte el 6 de agosto de 2012 y aterrizo en el crater Gale.

Lugar de aterrizaje del Curiosity en visible(izq.) y en grafico de elevación

Curiosity es cinco veces más pesado que sus predecesores así que luego de la separación de la etapa crucero(10min antes de la entrada/-10min) una entrada atmosférica cuasicomun(seg.0) y de que los paracaidas(abiertos a los 12km disminuyeran la velocidad, el escudo térmico se liberaria(a los 10km),el radar se encenderia( a los8,5km aprox.), y Sky Crane ('grúa celeste') encendería sus retrocohetes (a los 1300mt)  ejecutara la peligrosa (y nunca vista hasta ahora) maniobra(comenzaria aproximadamente a los 20mt) para situar el rover en la superficie colgado de tres cables de nylon de la etapa de descenso.

El Curiosity lla lleva 540 "soles" en Marte, un año y seis meses en tiempo terrestre.
Entre sus logros o "descubrimientos" podemos destacar estos cinco:
#1Marte fue habitable en el pasado,#2Evidentemente existio un cauce de agua en Gale,#3 la radiación puede ser riesgosa para los humanos,#4(este seria un "desdescubrimiento o mejor cubrimiento") es la falta de evidencia de metano hasta ahora, y #5 la diversidad de ambientes cerca de la zona de aterrizaje.

Su misión sigue en curso ...