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Llegar a Marte es una galeria de tiro donde todos los objetivos se mueven

Written by on February 13, 2021

Una flota de naves espaciales robóticas de la Tierra invadió Marte este mes y el solo hecho de llegar allí es un logro asombroso. Muchas de las misiones al planeta rojo han fracasado.

Tres misiones a Marte de tres países diferentes llegaron a Marte este mes, Hope de los Emiratos Árabes Unidos: un orbitador, Tianwen-1 de China, tanto un orbitador como un rover / módulo de aterrizaje, y el rover Perseverance de la NASA con el Helicóptero Ingenuity Mars.

Viajar entre la Tierra y Marte es una tarea difícil que requiere una precisión increíble, grandes distancias y objetivos en movimiento. Es muy fácil perder el planeta por completo, chocar contra él o que algo salga mal en el camino, que ha sido el destino de aproximadamente la mitad de las misiones que han intentado llegar allí en el pasado.

Volar entre la Tierra y Marte es una galería de tiro donde tanto el objetivo como el tirador se mueven y la “bala” no vuela en línea recta.

Escapando más rápido que una bala veloz

Cuando lo piensas, Marte aparece como un punto brillante en el cielo nocturno. Si tuviera que apuntarle con un arma y disparar, no le dispararía.

Incluso los cañones más poderosos no impulsan sus proyectiles lo suficientemente rápido como para escapar de la gravedad de la Tierra y alcanzar el espacio interplanetario.

Es por eso que se necesitan cohetes para acelerar la nave espacial a más de 40.000 km / h solo para escapar de la Tierra y hasta 80.000 km / h para llegar a Marte.

Eso es más de 15 veces la velocidad de una bala de rifle.

Al igual que las balas, las naves espaciales reciben toda su energía al comienzo del vuelo.

Los cohetes se disparan solo unos minutos después del despegue, triplicando su velocidad inicial en su primera etapa de vuelo, antes de que los cohetes de la etapa superior se disparen un par de veces dándole el empuje que necesita para escapar de la órbita de la Tierra, después que la nave navega por el resto del camino.

Al disparar a cualquier objetivo en movimiento, debes apuntar a un punto hacia adelante, y lo mismo ocurre de Marte, excepto que la Tierra también se está moviendo.

Ambos planetas corren alrededor del sol con Marte en el carril exterior. Entonces, el mejor momento para disparar es cuando la Tierra se pone al día en el interior y el alcance es más corto, una oportunidad que solo surge cada dos años.

Un objetivo en movimiento

Una vez que se tienen en cuenta todos estos movimientos, la nave espacial tarda siete meses en realizar el viaje.

Imagínese esperar más de medio año para que su bala alcance el objetivo. Eso significa que las naves espaciales deben apuntar a un punto en el espacio donde Marte estará siete meses después del lanzamiento.

Un viaje desde la Tierra a Marte no es una simple línea recta porque la gravedad del sol siempre está retrocediendo, lo que hace que una nave espacial siga una trayectoria curva, que en realidad es una órbita alargada alrededor del sol que pasa a cruzar la órbita de Marte conocida como transferencia de Hohmann.

Puedes ver por qué es más fácil pasar por alto Marte que golpearlo. Las naves tienen pequeños propulsores para que los controladores de vuelo puedan realizar ajustes precisos a lo largo del camino, pero la ruta de vuelo general debe ser correcta desde el principio.

El descenso final

Una vez que llegas al objetivo, hay dos opciones: encender un motor de cohete para reducir la velocidad lo suficiente como para ser capturado por la gravedad de Marte y entrar en órbita alrededor del planeta , que es lo que hizo Tianwen-1, antes de lanzar su vehículo de aterrizaje / rover. O puede adoptar el enfoque directo de los estadounidenses.

El rover Perseverance, encapsulado en una cápsula con forma de gota de chicle que se asemeja a un platillo volante (enviamos a Marte!) golpea la atmósfera a más de 20.000 km / h.

El ángulo de ataque debe ser exactamente el correcto. Demasiado empinado y se quemará, demasiado poco profundo y saltará como una piedra en el agua.

Luego están los famosos “siete minutos de terror” donde deben tener lugar una serie complicada de eventos que involucran un escudo térmico, paracaídas supersónico, motores de cohetes y una grúa aérea para colocar suavemente el módulo de aterrizaje en la superficie.

Todo eso ocurre automáticamente porque el tiempo de viaje de una señal de radio entre la Tierra y Marte es de más de 11 minutos, por lo que los controladores no pueden interactuar con ella en tiempo real.

El módulo de aterrizaje funciona por sí solo, lo que es una verdadera molestia para las personas que programaron todas esas acciones en la computadora.

Muchas misiones se han perdido durante esos últimos momentos.

El lugar de aterrizaje es un único cráter llamado Jezero que fue elegido con mucha anticipación. Entonces, no solo tienen que golpear el objetivo en movimiento de Marte como planeta, ese planeta está girando sobre su eje, por lo que el momento de la llegada debe ser el correcto para que el cráter específico esté debajo de ellos cuando toquen tierra.

Después de viajar cientos de millones de kilómetros, el objetivo de aterrizaje es de solo 7,7 kilómetros por 6,6 kilómetros.

Diana.

Si todo va bien, la ciencia puede comenzar.