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viernes, diciembre 9, 2022
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La nave espacial Mars MAVEN de la NASA pasó 3 meses al borde del desastre

Se suponía que una presentación desalentadora de tres horas para el liderazgo de la NASA sobre el futuro del orbitador MAVEN Mars sería el mayor desafío para el equipo de la misión a principios de este año. Pero justo cuando la presentación transcurría sin problemas en la Tierra, la propia nave espacial estaba en serios problemas a millones de kilómetros de distancia.

Cuando terminó de dirigir la presentación ese día de febrero, Shannon Curry, recientemente nombrada investigadora principal de la misión MAVEN, se sintió confiada en el trabajo del equipo al argumentar que la misión a Marte debería continuar al menos tres años más, un argumento basado en seis meses. del trabajo exhaustivo del equipo.

Créditos: JPL-NASA

Entonces sonó su teléfono. «Finalmente terminamos la presentación, vuelvo a encender todo y nuestro gerente de proyecto me llama de inmediato», dijo Curry a Space.com. «Ahora, estoy pensando que me está llamando para decirme, ‘Felicidades, lo hiciste, lo estás haciendo muy bien’, y él dijo: ‘Estamos en modo seguro'».

El modo seguro significa que una nave espacial se ha topado con un problema que no puede resolver por sí sola, por lo que ha cerrado todo lo que no necesita para sobrevivir hasta que los ingenieros en la Tierra puedan evaluar la situación. A veces, la solución es simple, el equivalente cósmico de reiniciar un enrutador de Internet.

Pero no esta vez.

«El evento del modo seguro fue: catastrófico es demasiado fuerte, pero estuvimos cerca de perder la nave espacial», dijo Curry, calificando el incidente de «increíblemente grave» y «aterrador». Y cuando el equipo quería celebrar el final de la campaña de extensión de la misión de seis meses, el momento no funcionó. «Fue como dejarte sin aliento. En tu cumpleaños».

MAVEN, más formalmente conocido como Atmósfera de Marte y Evolución Volátil, llegó a la órbita alrededor del Planeta Rojo en 2014. Desde entonces, la nave espacial no solo ha estudiado la atmósfera marciana, como promete su nombre, sino que también ha actuado como una estación de retransmisión clave para comunicaciones entre la NASA y sus módulos de aterrizaje y rovers marcianos, que no pueden enviar señales directamente a la Tierra.

No es una misión que la NASA quiera terminar y, de hecho, al final del proceso de revisión que culminó con la agotadora presentación, la agencia autorizó a la misión a continuar trabajando durante tres años más. Sin embargo, MAVEN ha pasado más de ocho años en el espacio, mucho más de lo que se diseñó inicialmente, y una parte en particular está causando problemas al equipo.

La nave espacial lleva dos de lo que los ingenieros llaman unidades de medida inerciales, o IMU: una versión principal, denominada IMU-1, y una copia de seguridad idéntica denominada IMU-2. Cualquiera que sea la IMU que la nave espacial esté utilizando en un momento dado, es responsable de mantener a MAVEN en la actitud u orientación correcta en el espacio. (La actitud es crucial: funciones como cargar paneles solares y comunicarse con la Tierra no pueden ocurrir correctamente cuando una nave espacial pierde actitud).

Después de que surgieron problemas preocupantes con IMU-1 a fines de 2017, el equipo de MAVEN cambió la nave espacial a su unidad de respaldo. Pero a fines del año pasado, el equipo notó que la unidad IMU-2 estaba comenzando a desgastarse mucho más rápido de lo esperado. Entonces, a principios de febrero, el equipo devolvió la nave espacial a su unidad IMU-1 original.

Dos semanas después, el 22 de febrero, el mismo día de la presentación de la extensión de la misión de MAVEN, la nave espacial de repente pareció no poder usar ninguna de las IMU para posicionarse correctamente.

Créditos: JPL-NASA

«Por diferentes razones, nuestras dos [IMU] comenzaron a mostrar problemas», dijo Curry. «Cuando entramos en modo seguro, fue porque uno de ellos realmente se bloqueó, básicamente, y luego el otro simplemente estaba perdiendo la vida».

El primer desafío fue estabilizar la nave espacial, lo que requirió un procedimiento que los ingenieros llaman terminación del latido del corazón.

El término «no es solo para un efecto dramático: básicamente, es como arrancar el cable de la pared», dijo Curry. «La nave espacial reinició su computadora principal a bordo, y luego, cuando eso no funcionó, tuvo que cambiar a la computadora de respaldo, y nunca antes habíamos estado en la computadora de respaldo».

Después de más de una hora de que la nave espacial intentara revivir la IMU-1, el intercambio de computadoras, que también puso a MAVEN en la IMU-2, se llevó a cabo. Y no demasiado pronto: el enfoque de la nave espacial en el sol estaba comenzando a desviarse, una amenaza existencial en sí misma.

Pero incluso una vez que el equipo de MAVEN abordó los problemas más urgentes, la situación siguió siendo peligrosa, ya que el equipo sabía que usar IMU-2 estaba provocando un desastre. «Nos queda una IMU y no tenemos mucho tiempo para eso. En absoluto», dijo Curry. «Nos recuperamos del modo seguro, y luego todavía estábamos en agua bastante caliente».

Carrera para navegar por las estrellas

Entonces, el equipo se puso a trabajar en el desarrollo de lo que los gerentes de naves espaciales llaman «modo estelar». Ese modo permite que la nave espacial determine su actitud haciendo coincidir las estrellas que ve con su mapa interno del cosmos. No es tan preciso como usar una IMU, pero no tiene una vida útil limitada. Desafortunadamente, el modo estelar toma tiempo para desarrollarse. El equipo de MAVEN tenía la intención de hacer ese trabajo a finales de este año. «Ya lo teníamos marcado para octubre como ‘por si acaso’, pensando que estábamos, como, haciendo nuestra tarea de crédito extra», dijo Curry.

La nave espacial tenía otras ideas. Una vez que MAVEN estuvo estable en IMU-2, el equipo se apresuró a desarrollar el modo estelar lo más rápido posible, completando el proceso a tiempo para enviar los comandos relevantes a la nave espacial el 19 de abril, apenas dos meses después de que comenzara la crisis.

Durante aproximadamente un mes después de que se implementó todo estelar, el equipo MAVEN comenzó gradualmente a encender y verificar los instrumentos, aunque la nave espacial tuvo que permanecer apuntando a la Tierra todo el tiempo, lo que limitó la ciencia que podía hacer la misión.

Curry lamenta especialmente la pérdida de datos del instrumento ultravioleta extremo de MAVEN, que no puede observar en absoluto cuando la nave espacial apunta a la Tierra. Entre otros trabajos, ese instrumento puede medir ciertos tipos de radiación ultravioleta y de rayos X del sol cuando llega al Planeta Rojo.

Y mientras MAVEN se ha estado recuperando, el sol ha producido varias erupciones importantes que la nave espacial ha pasado por alto. «Eso es un verdadero pateador», dijo. «Un par de destellos de clase X se propagaron más allá de Marte e impactaron en Marte, y MAVEN es el único que podría observarlos y no ha podido».

El lento aumento de vuelta a las operaciones completas también significó que MAVEN pasó un mes más sin poder servir como satélite de retransmisión para el módulo de aterrizaje InSight y los rovers Curiosity y Perseverance, los tres robots de la NASA actualmente activos en la superficie marciana. Aunque otros satélites también participan en este trabajo, MAVEN soporta una de las mayores cargas. Entonces, la interrupción de tres meses de la nave espacial significó no solo una reducción de la ciencia de MAVEN, sino también una reducción de la ciencia de Marte en general.

«Ha sido muy duro para todos los activos de superficie», dijo Curry. Y a su vez, el rescate fue más que MAVEN en sí. «No fue simplemente para asegurarnos de que salvamos nuestra nave espacial. Esto estaba permitiendo una gran cantidad de datos en Marte en general».

Volver al trabajo

Después de más de tres meses fuera de servicio, MAVEN finalmente volvió a sus operaciones normales el sábado (28 de mayo), según un comunicado del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado Boulder, donde tiene su sede la misión. Pero el hito no significa que el trabajo del equipo de la nave espacial haya terminado.

Aunque el modo estelar puede hacer el trabajo para las operaciones normales, no es lo suficientemente preciso para ver a MAVEN de manera segura a través de sus maniobras más delicadas, y a la nave espacial todavía le queda muy poco tiempo en sus IMU.

«Tenemos que pasar este verano y el próximo año o dos ideando formas muy inteligentes de dejar de usar la IMU cuando normalmente lo haríamos», dijo Curry. «Si no hiciéramos nada, no lo lograríamos en los próximos 10 años». (La extensión de la misión reciente ve la nave espacial hasta 2025, pero la NASA ha dicho que quiere usar la capacidad de retransmisión de MAVEN durante su campaña de misión de retorno de muestra planificada de Marte, que actualmente tiene como objetivo la entrega en la Tierra en 2033).

Curry dijo que confía en que el equipo de MAVEN también puede enfrentar este desafío. «Cuando, de repente, te enfrentas a esta amenaza francamente existencial de decir: ‘Averígualo o perderás la nave espacial’, la gente se da cuenta. Entonces tenemos un camino a seguir, tenemos un montón de ideas para empezar a probar», dijo. «¿Está todo arreglado? No. Tomará mucho más trabajo encontrar algunas formas inteligentes de hacerlo. Pero nuevamente, este es un equipo muy, muy, muy creativo e inteligente».

Mientras tanto, ahora que MAVEN ha vuelto a sus operaciones normales, hay una valiosa ciencia que hacer con respecto a la atmósfera de Marte. En particular, Curry está emocionado de ver los próximos datos que mostrarán cómo responde la atmósfera a la creciente actividad del sol. La actividad del sol fluctúa durante un ciclo solar de 11 años, con la estrella en alza ahora que los científicos esperan que alcance su punto máximo alrededor de 2025.

«El ciclo solar está arrancando en este momento y todavía estamos al menos 18 meses fuera del pico, por lo que no podríamos estar más emocionados de volver a funcionar por completo», dijo Curry.

Y el máximo solar de 2025 es particularmente intrigante porque los científicos esperan que coincida con la próxima temporada de tormentas de polvo serias del Planeta Rojo. Durante el verano del hemisferio sur, las condiciones climáticas pueden desencadenar tormentas de polvo tan grandes que algunas abarcan todo el planeta. Ahora es la temporada de tormentas de polvo en Marte y MAVEN también ha visto temporadas anteriores, pero la alineación de los ciclos aumenta las apuestas.

«MAVEN observará las condiciones más extremas que jamás haya tenido, porque habrá polvo, por lo que es un conductor desde abajo, y luego la actividad solar extrema como un conductor desde arriba», dijo Curry sobre la tentadora oportunidad de 2025. «Estamos ansiosos por volver a hacerlo».

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Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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