Las nuevas capacidades permiten al rover realizar investigaciones científicas con menos energía de sus baterías.
Trece años después del aterrizaje de Curiosity en Marte, los ingenieros están encontrando maneras de hacer que el rover de la NASA sea aún más productivo. El robot de seis ruedas ha recibido mayor autonomía y la capacidad de realizar múltiples tareas: mejoras diseñadas para aprovechar al máximo su fuente de energía, un generador termoeléctrico de radioisótopos multimisión (MMRTG). Esta mayor eficiencia significa que el rover cuenta con suficiente potencia mientras continúa descifrando cómo cambió el antiguo clima marciano, transformando un mundo de lagos y ríos en el gélido desierto que es hoy.
Curiosity se adentró recientemente en una región llena de formaciones rocosas. Se cree que estas crestas endurecidas fueron creadas por agua subterránea hace miles de millones de años. Las formaciones, que se extienden por kilómetros en esta parte del Monte Sharp, una montaña de 5 kilómetros de altura, podrían revelar si la vida microbiana pudo haber sobrevivido en el subsuelo marciano hace eones, extendiendo el período de habitabilidad hasta cuando el planeta se estaba secando.
Realizar esta labor investigadora requiere mucha energía. Además de impulsar y extender un brazo robótico para estudiar rocas y acantilados, Curiosity cuenta con una radio, cámaras y diez instrumentos científicos que necesitan energía. También la necesitan los múltiples calentadores que mantienen la electrónica, las piezas mecánicas y los instrumentos funcionando a su máximo rendimiento. Misiones anteriores, como los róvers Spirit y Opportunity, y el módulo de aterrizaje InSight, dependían de paneles solares para recargar sus baterías, pero esta tecnología siempre corre el riesgo de no recibir suficiente luz solar para generar energía.
En cambio, Curiosity y su hermano menor, Perseverance, utilizan su fuente de energía nuclear MMRTG, que se basa en la desintegración de gránulos de plutonio para generar energía y recargar las baterías del rover. Los MMRTG, que proporcionan suficiente energía para los numerosos instrumentos científicos de los rovers, son conocidos por su longevidad (las naves espaciales gemelas Voyager han dependido de RTG desde 1977). Sin embargo, a medida que el plutonio se desintegra con el tiempo, la recarga de las baterías de Curiosity tarda más, lo que deja menos energía para la ciencia cada día.
El equipo gestiona cuidadosamente el consumo diario de energía del rover, considerando cada dispositivo que consume las baterías. Si bien todos estos componentes se probaron exhaustivamente antes del lanzamiento, forman parte de sistemas complejos que revelan sus peculiaridades solo después de años en el extremo entorno marciano. El polvo, la radiación y las fluctuaciones bruscas de temperatura provocan situaciones límite que los ingenieros no podrían haber previsto.
“Al principio de la misión, éramos más bien como padres precavidos”, dijo Reidar Larsen, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, que construyó y opera el rover. Larsen dirigió a un grupo de ingenieros que desarrolló las nuevas capacidades. “Es como si nuestro rover adolescente estuviera madurando y confiáramos en que asumiría más responsabilidades. De niño, uno puede hacer una cosa a la vez, pero al convertirse en adulto, aprende a realizar múltiples tareas”.
Ciencia más eficiente
Generalmente, los ingenieros del JPL envían al Curiosity una lista de tareas para completar una por una antes de que el rover termine su día con una siesta para recargar energías. En 2021, el equipo comenzó a estudiar si se podían combinar de forma segura dos o tres tareas del rover, reduciendo así el tiempo de actividad del Curiosity.
Por ejemplo, la radio del Curiosity envía regularmente datos e imágenes a un orbitador que pasa cerca, que los retransmite a la Tierra. ¿Podría el rover comunicarse con un orbitador mientras conduce, mueve su brazo robótico o toma imágenes? Consolidar tareas podría acortar el plan diario, lo que requeriría menos tiempo con los calentadores encendidos y los instrumentos listos para usar, lo que reduciría el consumo de energía. Las pruebas demostraron que Curiosity podía hacerlo de forma segura, y todas estas pruebas se han demostrado con éxito en Marte.
Otro truco consiste en dejar que Curiosity decida tomar una siesta si termina sus tareas antes de tiempo. Los ingenieros siempre calculan la duración de la actividad diaria por si acaso surgen contratiempos. Ahora, si Curiosity completa esas actividades antes del tiempo asignado, se dormirá antes.
Al dejar que el rover gestione cuándo echarse una siesta, hay menos carga de batería que realizar antes del plan del día siguiente. Incluso las acciones que solo restan 10 o 20 minutos a una sola actividad se acumulan a largo plazo, maximizando la vida útil del MMRTG para más ciencia y exploración en el futuro.
Kilómetros por recorrer
De hecho, el equipo lleva años implementando nuevas capacidades en Curiosity. Varios problemas mecánicos requirieron una reestructuración del sistema de recolección de muestras del taladro pulverizador de rocas del brazo robótico, y las capacidades de conducción se han mejorado con actualizaciones de software. Cuando la rueda de filtro de color dejó de girar en una de las dos cámaras montadas en Mastcam, el cabezal giratorio del Curiosity, el equipo desarrolló una solución alternativa que les permite capturar las mismas hermosas panorámicas.
El JPL también desarrolló un algoritmo para reducir el desgaste de las ruedas del Curiosity, dañadas por las rocas. Y aunque los ingenieros monitorean de cerca cualquier nuevo daño, no están preocupados: después de 35 kilómetros (22 millas) y una exhaustiva investigación, es evidente que, a pesar de algunos pinchazos, las ruedas tienen años de recorrido. (Y en el peor de los casos, el Curiosity podría retirar la parte dañada de la banda de rodadura y seguir funcionando con la parte restante).
En conjunto, estas medidas están cumpliendo su función para mantener al Curiosity tan activo como siempre.
Más sobre el Curiosity
El Curiosity fue construido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, administrado por Caltech en Pasadena, California. El JPL lidera la misión en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, como parte del Programa de Exploración de Marte de la NASA. Malin Space Science Systems, en San Diego, construyó y opera Mastcam.
Para más información en Inglés sobre el Curiosity, visite science.nasa.gov/mission/msl-curiosity
Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech