08/May/05

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Localizan en Marte sondas antiguas, incluyendo una desaparecida

La nave orbital Mars Global Surveyor localiza la Viking 2 y, casi con seguridad, la Mars Polar Lander

(Malin Space Science Systems, Astroenlazador ) Una de las labores más notables de la Mars Global Surveyor es la identificación de sondas que se hayan posado en la superficie marciana. El interés científico de este objetivo es determinar con precisión la ubicación de los vehículos en el contexto geológico, porque permite a la comunidad científica entender mejor los resultados de las misiones. Además de las razones científicas, los investigadores creen que es especialmente emocionante ver las sondas en la superficie de Marte.

En ocasiones anteriores la Mars Global Surveyor ha mostrado la ubicación de la Viking 1, la Mars Pathfinder y los vehículos robots Spirit y Opportunity. A este grupo de sondas de aterrizaje se le suma ahora la Viking 2 y, casi con seguridad, la Mars Polar Lander, perdida desde el 3 de diciembre de 1999 y cuya situación ha sido hasta la fecha un misterio.

Image de MOC del candidato a ser el sitio de aterrizaje de la sonda Mars Polar.

Búsqueda y localización de la Mars Polar Lander

La pérdida de la sonda de aterrizaje Mars Polar Lander supuso una experiencia traumática no sólo para los responsables de la misión, sino para el conjunto de personas pertenecientes al Programa de Exploración Marciana de la NASA. Después de esta pérdida, se llevaron a cabo estudios exhaustivos de los hechos para averiguar la causa de este fracaso y para implementar medidas de seguridad en las misiones posteriores que permitiesen evitar situaciones similares.

El problema en estos estudios es que la falta de telemetría de la sonda espacial impedía saber las razones exactas del fracaso de la misión. Se consideró, pues, que sería muy importante realizar observaciones orbitales de la superficie marciana en busca de la sonda para confirmar el tipo de falla que había tenido lugar.

Así, poco después de la pérdida de la Mars Polar Lander, la cámara del orbitador Mars Global Surveyor comenzó a obtener tomas fotográficas con 1,5 m/pixel de resolución para buscar cualquier indicio de la sonda de aterrizaje y su incierto destino. El criterio empleado para localizar la Mars Polar Lander era detectar la forma brillante del paracaídas con el que había descendido hacia la superficie en un radio de 1 km dentro de un área oscura en el que se suponía que la sonda debería haberse posado. La sonda, además, presentaría el aspecto de un simple punto brillante en dicha área.

En el año 2000 se observó un punto que cumplía estos criterios, pero la ausencia de cualquier otra evidencia que pudiese corroborar la interpretación de la naturaleza del mismo hizo considerar a los científicos que las hipótesis eran muy especulativas.

Las observaciones recientes con la Mars Global Surveyor de los robots exploradores que se encuentran en funciones han servido de gran utilidad como comparación para reexaminar el posible punto de aterrizaje de la Mars Polar Lander. Por ejemplo, la composición del material del que están formados los paracaídas de todas estas sondas de aterrizajes es muy similar, pudiéndose calcular en el caso de los robots exploradores el brillo que presentan los paracaídas en función del ángulo de incidencia solar. El brillo del paracaídas candidato de la Mars Polar Lander resulta ser muy similar al de los paracaídas de los robots, considerando el ángulo de incidencia solar. De este modo, los nuevos datos obtenidos ofrecen muchas mayor credibilidad a la posible identificación que se llevó a cabo en el año 2000.

Si estos rasgos observados están asociados a la sonda Mars Polar Lander, ¿qué interpretaciones podemos realizar del intento de aterrizaje que tuvo lugar en diciembre de 1999? En principio, se puede deducir que la sonda Mars Polar Lander realizó con éxito su descenso a través de la atmósfera marciana, y que funcionó la eyección de su paracaídas, así como la ignición de los retrocohetes, necesaria para posarse en la superficie marciana. La localización relativa del paracaídas con respecto a la sonda de aterrizaje es consistente con el régimen de vientos de oeste a este deducidos a partir del movimiento de las nubes en el área de aterrizaje en las fechas anteriores y posteriores a la llegada de la misma.

¿Cuánto llegó a aproximarse la Mars Polar Lander a la superficie marciana antes de fallar? Es difícil averiguar esto. Los retrocohetes de los robots exploradores Spirit y Opportunity hicieron ignición a unos 100 metros de altitud y continuaron funcionando hasta situarse a 20-25 metros sobre la superficie marciana. Es posible que el funcionamiento de la Mars Polar Lander fuese similar, pero no se puede averiguar a ciencia cierta si los retrocohetes estaban activos cuando la sonda se hallaba muy cerca de la superficie.

De todos modos, las determinaciones realizadas están de acuerdo con las hipótesis dadas en su momento acerca del fracaso de la misión de la Polar Lander: los motores hicieron ignición en el momento preciso y continuaron en marcha hasta que el software de vuelo detectó una señal errónea que le indicaba que alguno de los pies de aterrizaje habían hecho contacto con el suelo.

La señal errónea haría que los retrocohetes se detuviesen antes de llegar realmente a la superficie, funcionando en total unos 28-30 segundos en vez los 36-40 segundos previstos. La Mars Polar Lander debía estar situada a unos 40 metros de la superficie cuando los retrocohetes cesaron su actividad, haciendo que el vehículo se estrellara contra el suelo en caída libre. Esto es lo equivalente a caer en nuestro planeta desde una altura de 12 metros. Los datos observacionales muestran la sonda en el centro de un terreno bastante homogéneo, lo cual indicaría que el vehículo permaneció bastante intacto después de su caída.

¿Qué importancia tiene tener este punto candidato en el que puede encontrarse la Mars Polar Lander? Con un candidato bastante claro, la sonda Mars Global Surveyor podrá realizar un estudio más detallado empleando una técnica de toma de imágenes desarrollada por los científicos de la misión en 2003 y 2004. Durante los trabajos de fotografía habitual, en la superficie marciana pueden ser resueltos objetos de un diámetro aproximado de cuatro a cinco metros. Con esta nueva técnica de ajuste por rotación, denominada técnicamente "observación de objetivos por giro y cabeceo compensado" (cPROTO), es posible llegar a observar cuerpos de un tamaño tan pequeño como 1,5 metros. La técnica consiste en ajustar la velocidad de rotación de la sonda para que coincida con el movimiento aparente de la superficie bajo la cámara. Esta compensación de movimiento de la imagen es algo compleja y la sonda no siempre logra sus objetivos, necesitándose en algunas ocasiones repetir el intento tres o cuatro veces.

Cuando se obtienen imágenes detalladas, los resultados son realmente espectaculares.

De no existir un punto candidato a ser estudiado para buscar la Mars Polar Lander, llevaría más de 60 años estudiar toda la elipse completa de aterrizaje de la sonda, considerando además que esta región se encuentra la mayor parte del año cubierta por escarcha de dióxido de carbono y que en invierno la oscuridad en la zona es permanente. Ahora, con una situación candidata, será posible obtener una imagen de aproximadamente 0,5 metros/pixel, que permitirá resolver detalles de 1,5 a 2,5 metros de tamaño. Las próximas fotografías de la zona se tomarán durante el verano austral marciano. En la actualidad (mayo de 2005), el punto de aterrizaje está comenzando a perder su cobertura estacional de dióxido de carbono.

La MGS encuentra la sonda de descenso Viking 2.
Se trata de un mosaico de imágenes del Orbitador Viking
obtenidas en los años '70, con una resolución de 75 m/pixel.

Comparación de una ampliación importante de la imagen de MOC
y el esquema dibujado de la Viking 2.

Localización de la Viking 2

Aunque la misión Viking 2 constituyó un éxito, a mediados de los años '70, localizar desde la órbita marciana la situación de este vehículo de aterrizaje ha sido una tarea muy difícil, debido a la ausencia de rasgos topográficos destacables y a la relativa imprecisión de los datos de radio. El trabajo de científicos del Jet Propulsion Laboratory y de la Universidad de Western Ontario ha permitido descubrir el punto exacto en el que se encuentra la Viking 2 en las imágenes de la Mars Global Surveyor. La Viking 2 aterrizó el Utopia Planitia el 3 de septiembre de 1976.