El aterrizaje de Perseverance, paso a paso

Ilustración artística de la desaceleración de Perseverance en la atmósfera marciana. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

El jueves 18 de febrero (UTC) de 2021, el viaje de casi siete meses de Perseverance desde su lanzamiento llegará a su fin cuando lleve a cabo un osado aterrizaje sobre Marte y en el que cientos de eventos críticos deben ejecutarse de manera perfecta para que el rover se pose suavemente en la superficie del planeta.

Debido a la distancia que nos separa de Marte, una señal enviada a la Tierra tarda más de 11 minutos en llegar, por ello las maniobras se llevan a cabo de manera autónoma y el margen de error durante el descenso es cero. Es por esta misma razón que cuando se dice que el rover se posará en Marte a las 20:55 UTC, en realidad ese es el momento en que recibiremos una señal confirmando (esperemos) que el Mars 2020, más conocido como Perseverance, ha aterrizado exitosamente, es decir, el vehículo habrá aterrizado a las 20:44 UTC.

La fase de entrada, descenso y aterrizaje (EDL) comienza cuando la nave alcanza la parte superior de la atmósfera de Marte a unos 19.500 km/h, y termina siete minutos después cuando el rover se ha posado en la superficie del Planeta Rojo. A esta fase de la misión se la ha apodado los “siete minutos de terror”, al igual que lo vivido por Curiosity en 2012.

Ilustración de los eventos que ocurren durante la fase de entrada, descenso y aterrizaje (EDL) de Perseverance. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Aunque todos los aterrizajes en Marte son difíciles, Perseverance e Ingenuity lo harán en el terreno más desafiante hasta ahora. El cráter Jezero es una cuenca de impacto de 45 km de ancho con un antiguo delta de río, así como también acantilados, dunas de arena, campos de rocas y pequeños cráteres de impacto. El aterrizaje en el cráter Jezero solo será posible gracias a nuevas tecnologías como un sistema que le permitirá escoger un lugar seguro para aterrizar.

Hitos de la fase EDL

Si todo transcurre según lo planeado, los ingenieros esperan recibir los avisos de término de estos hitos en las horas indicadas a continuación. El momento del aterrizaje puede variar un minuto debido a una variedad de factores en la dinámica del ambiente de un aterrizaje en Marte. Debido a la distancia que las señales tienen que viajar de Marte a la Tierra, estos eventos tienen lugar en el Planeta Rojo 11 minutos y 22 segundos antes del tiempo señalado aquí.

Hito Hora UTC Hora Chile (UTC-3)

Separación de etapa de crucero 20:38 17:38

Entrada atmosférica 20:48 17:48

Punto máximo de calentamiento 20:49 17:49

Despliegue del paracaídas 20:52 17:52

Separación del escudo térmico 20:52
(20 segundos después del despliegue del paracaídas) 17:52
(20 segundos después del despliegue del paracaídas)

Separación del escudo trasero 20:54 17:54

Aterrizaje del rover 20:55 17:55

Entrada, Descenso y Aterrizaje

Alrededor de las 20:38 UTC –10 minutos antes de entrar en la atmósfera marciana– la nave Mars 2020 arrojará la etapa de crucero que le ayudó a Perseverance a llegar a Marte. La nave controlará su descenso en la atmósfera de Marte usando una técnica de entrada guiada para reducir el tamaño del área de aterrizaje objetivo compensando variaciones en la densidad de la atmósfera marciana y el roce del vehículo. Durante la entrada guiada, pequeños propulsores en la parte trasera de la cubierta aerodinámica (o “aeroshell”) ajustarán el ángulo y dirección de elevación, permitiéndole ajustar su lugar de aterrizaje.

Ilustración artística del paracaídas de Perseverance desplegado. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

El punto máximo de calentamiento ocurre unos 75 segundos después de la entrada atmosférica, cuando la temperatura en la superficie externa del escudo térmico alcanzará cerca de 1.300 grados Celsius. Aproximadamente tres minutos después, se espera que se despliegue el paracaídas de Perseverance a unos 11 km de la superficie y una velocidad de 1.512 km/h. El momento exacto del despliegue del paracaídas de 21,5 metros de diámetro, será determinado por una técnica llamada “Range Trigger” que se basa en la posición relativa de la nave al punto te aterrizaje deseado, en lugar de desplegarlo apenas se alcanza una reducción de velocidad necesaria.

20 segundos después del despliegue del paracaídas, el escudo térmico se separa y cae desde unos 7 a 8 km de altura, revelando un radar y cámaras que alimentan una nueva tecnología de aterrizaje llamada “Terrain-Relative Navigation”, que es una especie de piloto automático que puede determinar con rapidez la ubicación de la nave sobre la superficie y alcanzar el mejor punto posible de aterrizaje.

Al momento en que el vehículo de descenso –la combinación de la etapa de descenso y el rover– se separa del escudo trasero, se encuentra a unos 2,1 km sobre la superficie.

Ilustración artística del encendido de los retrocohetes de la etapa de descenso de Perseverance. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Los ocho retrocohetes de la etapa de descenso no solo ayudan a la nave a volar hasta un lugar seguro, sino que también la desaceleran. Cuando se encienden los propulsores de descenso, la nave que se encuentra a 2,1 km de la superficie se mueve a 306 km/h. En esta fase la nave desacelera hasta 2,7 km/h y llega hasta unos 20 m sobre la superficie del planeta.

Cuando la etapa de descenso determina que se encuentra a 20 m sobre el área designada por la “Terrain-Relative Navigation”, se inicia la maniobra de grúa aérea: cables de nailon bajan el rover 7,6 m bajo la etapa de descenso y Perseverance despliega sus ruedas. Cuando la nave detecta que el rover ha tocado tierra, los cables de conexión se cortan y la etapa de descenso junto con la grúa vuela a una distancia segura antes de impactar la superficie marciana.

Ilustración artística del momento justo en que Perseverance aterriza en Marte. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Se espera que poco después del aterrizaje, los computadores de Perseverance cambien desde “modo de ingreso, descenso y aterrizaje” al “modo de superficie”. Esto inicia las actividades autónomas para su primer día marciano, o “sol 0”.

Confirmación del aterrizaje

El Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA sobrevolará la región durante el aterrizaje de Perseverance. Si el sistema de comunicación de Marte a la Tierra funciona como se espera, MRO recibirá telemetría del aterrizador y la retransmitirá a las antenas de la Red de Espacio Profundo de la NASA en la Tierra. Esto permitirá a los controladores de misión confirmar que la nave ha aterrizado alrededor de las 20:55 UTC.

Perseverance también enviará señales más simples en la banda X de frecuencia y en frecuencia ultraalta directamente a la Tierra. Estas señales permitirán a los ingenieros determinar que el rover ha completado algunos hitos clave y que la nave se encuentra aún funcionando. Se espera que ambas transmisiones finalicen alrededor de un minuto antes del aterrizaje, ya que debido a la ubicación de la Tierra y Marte en ese momento no hay una línea directa desde la superficie del cráter Jezero a la Tierra.

Puedes ver una simulación del aterrizaje del rover en la página de la misión.

Fuente: NASA Mars