OPTIMISM, el Modelo Integral de Perseverancia de Ingeniería, inicia una serie de pruebas rigurosas para evaluar los riesgos de posibles peligros al conducir en la superficie del Planeta Rojo.

En uno de los últimos días de noviembre, el rover del tamaño de un automóvil aceleró lentamente hacia adelante y luego se detuvo, encaramado en el umbral de un paisaje marciano. Pero este rover, llamado OPTIMISM, no estaba en el Planeta Rojo. La escena era una maqueta llena de rocas reales. Marte – Cuadrado de Marte en NASALaboratorio de propulsión a chorro en el sur de California.

OPTIMISM, el gemelo del perseverante rover que explora el cráter Jezero en Marte, realizará un trabajo crítico en las próximas semanas: navegará por las pendientes y peligros del patio marciano, excavará muestras de núcleos de rocas y almacenará muestras en tubos metálicos, al igual que perseverando en la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. OPTIMISM, abreviatura de Operational Perseverance Twin para integrar mecanismos e instrumentos de envío a Marte, se conoce generalmente como el banco de pruebas del sistema del vehículo, y el rover recientemente actualizado comenzó a probar el nuevo equipo por primera vez este mes.

OPTIMISM se enfrenta a la entrada del garaje Mars Yard del JPL poco después de llegar allí el 29 de octubre de 2021. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Las pruebas ayudan a garantizar que los gemelos OPTIMISM en Marte puedan ejecutar de manera segura los comandos enviados por los observadores en la Tierra. También puede revelar problemas inesperados que la perseverancia puede encontrar.

“El tamaño y la forma de las rocas en el campo visual, ¿se convertirán en obstrucciones o no?” Brian Martin, director de programas de vuelo y bancos de pruebas, dijo: Laboratorio de propulsión a chorro. “Estamos probando mucho de eso y averiguando el tipo de cosas que debemos evitar. Lo que hemos atravesado con seguridad aquí ha informado a los conductores de rover para planificar sus viajes a Marte. Hemos hecho muchas pruebas en tierra que en el que puede confiar. Funciona “.

Casi una cancha de tenis doble y el doble de ancho, Mars Yard ha servido como campo de pruebas para muchos gemelos itinerantes completamente diseñados, desde el prototipo de ingeniería del primer pequeño Sojourner que aterrizó en Marte en 1997 hasta las misiones Spirit & Opportunity lanzadas en 2004 para el rover Curiosity and Perseverance. Para explorar Marte hoy.

El 29 de octubre de 2021, un vehículo pesado transporta el prototipo de ingeniería del vagón de tenacidad, llamado OPTIMISM, desde un laboratorio de pruebas al garaje Mars Yard de JPL. Crédito: NASA / JPL-Caltech

En cada caso, el rover dual tiene rampas rodantes, evita obstáculos o ayuda a los planificadores del rover a descubrir nuevos caminos en el parche de Marte simulado. OPTIMISM se introdujo por primera vez en Mars Yard en septiembre de 2020, cuando realizó pruebas de movilidad.

Pero recientemente ha recibido algunas actualizaciones importantes para que coincida con las funciones disponibles en la persistencia, incluido un software de navegación adicional y la mayor parte de un sistema de almacenamiento en caché de muestras muy complejo. Y aunque el equipo ya ha realizado pruebas con la broca al final del brazo robótico de OPTIMISM, probarán el conjunto de carrete adaptativo recién instalado por primera vez en la arena de Marte. La piscina de perseverancia es responsable de almacenar muestras de rocas y sedimentos. Algunas o todas estas muestras iniciales podrían estar entre las traídas de regreso a la Tierra en una misión futura.

“Ahora podemos hacer esto de principio a fin en el banco de pruebas”, dijo el jefe de sistemas de vehículos de Ted Bed Vehicle Systems, José G. Trujillo-Rojas. “Perforados en la roca, recogimos la muestra del núcleo, y ahora tenemos el mecanismo responsable de almacenar esa muestra en el cilindro temporalmente”.

Y si surgen problemas de persistencia en Marte, OPTIMISM puede usarse como una plataforma para descubrir qué salió mal y cómo solucionarlo también.

gemelos gemelos

En este día de noviembre, se transportó un vehículo pesado OPTIMISM desde el laboratorio de pruebas del JPL hasta el garaje Mars Yard. Recientemente expandida, la estructura también brinda refugio a una de las contrapartes terrestres de Curiosity: MAGGIE, o Mars Automated Gizmo Gizmo for Integrated Engineering. Un segundo doble de Curiosity, una versión esquelética llamada “Espantapájaros” que carece de un cerebro de computadora, se encuentra en un cobertizo separado en Mars Yard.

MAGGIE se unirá a OPTIMISM en el garaje Mars Yard en los próximos días.

Pero por ahora, el equipo de la sala de pruebas se centró en la perfección. “5 metros en línea recta: ¿estás listo?” Leann Bowen, el ingeniero de pruebas, llamó desde una unidad de computadora dentro del garaje.

Bueno, tráela a casa, Lin “, dijo Trujillo Rojas.

Los modelos geométricos de Curiosity Mars (frente) y Perseverance Mars comparten un espacio de garaje en el Mars Yard de JPL.
Crédito: NASA / JPL-Caltech

Con un gemido de motores eléctricos, OPTIMISM avanzó sigilosamente sobre sus seis llantas de aleación, deteniéndose justo en la marca en el piso de concreto del garaje mientras los miembros del equipo del banco de pruebas miraban por encima de sus batas blancas de laboratorio. A través de una puerta abierta de par en par frente al vehículo de superficie, el Cuadrado Marciano asintió con la cabeza.

Perforar muestras de núcleos de roca terrestre en la arena marciana y sellarlas en tubos de metal no es tan sencillo como parece. El equipo de Marte de JPL proporciona una variedad de tipos de rocas para que OPTIMISM pueda perforar, ya que la naturaleza exacta de las rocas que la perseverancia a menudo encontrará no se puede conocer de antemano. El terreno también es variable: una prueba anterior con el brazo robótico implicó detener el rover en una pendiente y luego conducirlo para excavar.

“Existía la posibilidad de que el rover se deslizara”, dijo Trujillo Rojas. “Queríamos probar eso primero aquí en la Tierra antes de enviar instrucciones al rover en Marte. Eso fue aterrador, porque puedes imaginar que si rodabas en esa dirección y el rover se deslizaba un poco hacia atrás, el taladro podría haberse detenido “.

OPTIMISM perforó el núcleo con éxito, lo que indica que la tenacidad podría tirar del taladro por una pendiente si fuera necesario.

prueba de manejo

Con largos viajes en el futuro cercano para perseverar, otro trabajo de Earth Twin incluirá presentar nuevos desafíos al sistema de navegación autónomo del vehículo, o AutoNav. Perseverance usa una computadora poderosa para crear mapas en 3D usando imágenes de vehículos itinerantes del terreno frente a usted, y usa esos mapas para planificar su conducción con una mínima asistencia humana.

En las pruebas de Mars Yard, la nave gemela puede hacer una pausa mientras “considera” varias opciones posibles, o incluso decide, inesperadamente, evitar los obstáculos por completo y dar la vuelta.

“Cuando ves el rover moviéndose de forma autónoma en el Mars Yard, sientes como si estuvieras conectado al rover en Marte”, dijo. “Eso te da comunicación visual”.

Por supuesto, OPTIMISM y su equipo humano deben lidiar con factores ambientales muy diferentes a los de persistencia, que están diseñados para temperaturas bajo cero y radiación intensa. La gravedad más fuerte de la Tierra requería que las ruedas de metal de OPTIMISM fueran más gruesas que su contraparte marciana. Y a veces, sus componentes electrónicos deben enfriarse para evitar daños por las temperaturas del verano del sur de California, a diferencia del frío de Marte.

“En Marte, tratamos de mantener el rover caliente”, dijo Trujillo Rojas. “Aquí, estamos tratando de mantener la calma”.

Ciervos, gatos, tarántulas e incluso la serpiente ocasional encuentran su camino hacia el patio de Marte. Los incendios forestales en el área pueden llenar el aire de humo. Y los horarios de pruebas y dotación de personal tienen que lidiar con COVID-19.

“Pasamos por muchos desafíos con este rover”, dijo. “Tan pronto como comenzamos a construirlo, con la integración práctica, se produjo la epidemia. Luego llovió y el fuego prendió con fuerza. Tuvimos que dejar el laboratorio, ¡mojados de humo!”

Ahora, el OPTIMISM reacondicionado está listo para volver a funcionar.

Es un hito para nuestro equipo “, dijo Trujillo Rojas.

Más sobre la misión

La astrobiología es uno de los principales objetivos de la misión de persistencia a Marte, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología y el clima pasados ​​del planeta, y allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo, y será la primera misión en recolectar rocas y regolitos marcianos (roca fracturada y polvo) y almacenarlos en un escondite.

Las misiones posteriores de la NASA, en cooperación con la Agencia Espacial Europea ESA, enviarán naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras selladas de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis profundo.

La misión Perseverancia Marte 2020 es parte del Enfoque de exploración de la Luna a Marte de la NASA, que incluye las misiones Artemisa a la Luna que ayudarán a prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro, operado por el Instituto de Tecnología de California administrado por la NASA en Pasadena, California, construyó y operó las operaciones del rover.