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NASA prueba con éxito un nuevo método de aterrizaje para misiones en Marte

Con un sistema similar a un acordeón, los ingenieros de la agencia espacial esperan mantener a salvo cargas útiles

Con el objetivo de aterrizar costosos vehículos de exploración espacial en Marte, ingenieros de la NASA se encuentran trabajando en un innovador módulo de aterrizaje experimental, llamado SHIELD, el cual estaría diseñado para absorber un fuerte impacto gracias a su diseño similar a un acordeón de metal.

Es necesario precisar que, durante los últimos años, la NASA ha aterrizado, de manera exitosa, nueve vehículos espaciales en Marte, haciendo uso de paracaídas, bolsas de aire masivas y equipos propulsores que fueron posicionados por las naves espaciales en la superficie. Ahora, los ingenieros están probando si la forma más fácil de llegar a la superficie marciana es estrellarse directamente.
 
Así, durante el descenso, en lugar de frenar la nave espacial que viaja a alta velocidad, un nuevo diseño experimental de módulo de aterrizaje llamado SHIELD (Simplified High Impact Energy Landing Device), emplearía una base plegable similar a un acordeón que se deformaría y absorbería la energía del gran impacto contra la superficie.
 
El nuevo diseño podría reducir drásticamente el riesgo de aterrizar en Marte, al simplificar el complicado proceso de entrada, descenso y aterrizaje. De esta manera, se abriría la posibilidad de llegar a múltiples ubicaciones del Planeta Rojo.
 
¿Cómo funcionaría el proyecto SHIELD?
 
SHIELD es un proyecto de aterrizaje en Marte que podría permitir que las misiones de bajo coste alcancen la superficie marciana mediante el uso de una base plegable que absorbe los impactos para aterrizar de manera segura.
 
“Creemos que podríamos ir a áreas más complejas, donde no querríamos arriesgarnos a colocar un rover de mil millones de dólares con nuestros sistemas de aterrizaje actuales”, señala Lou Giersch, gerente de proyecto de SHIELD, del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA (California). “Tal vez incluso podríamos aterrizar varios de estos en diferentes lugares de difícil acceso para construir una red”.
 
Gran parte del diseño de SHIELD se basa en el trabajo realizado para el proyecto Mars Sample Return de la NASA. El primer paso de este proyecto está en marcha con el rover Perseverance, que recopila muestras de rocas en tubos metálicos herméticos. El siguiente paso implica que una futura nave espacial traiga esas muestras a la Tierra en una pequeña cápsula y aterrice, de manera segura, en una zona desierta.
 
“Estudiar diseños para llevar a cabo ese proceso hizo preguntarse a los ingenieros si la idea era reversible”, indica Velibor Cormarkovic, miembro del equipo SHIELD en el JPL. “Si podemos hacer un aterrizaje forzoso en Marte, sabemos que SHIELD podría funcionar en planetas o lunas con atmósferas más densas” complementa.
 
Pruebas preliminares
 
Para probar su teoría, los ingenieros necesitaban demostrar que SHIELD puede proteger los componentes electrónicos sensibles durante el drástico aterrizaje. Para ello, el equipo usó una torre de caída en el JPL a fin de probar cómo los tubos de muestra de Perseverance resistirían un aterrizaje forzoso en la Tierra. Con una altura de 27 metros, el sistema cuenta con una honda gigante capaz de lanzar un objeto a las mismas velocidades alcanzadas durante un aterrizaje en Marte.
 
 
Cabe resaltar que Cormarkovic trabajó anteriormente para la industria automotriz, probando choques de autos que llevaban maniquíes. En algunas de esas pruebas, los automóviles se mueven en carriles que son acelerados a altas velocidades y chocan contra una pared o barrera deformable.
 
“Las pruebas que hemos hecho para SHIELD son como una versión vertical de las pruebas de automoción”, dijo Cormarkovic. “Pero en lugar de una pared, la brusca parada se debe a un impacto contra el suelo”.
 
Éxito rotundo
 
El 12 de agosto, el equipo se reunió en la torre de lanzamiento con un prototipo de SHIELD: una pirámide invertida de anillos de metal que absorben el impacto. Colgaron el atenuador en un gancho e insertaron un teléfono móvil, una radio y un acelerómetro para simular la electrónica que llevaría una nave espacial.
 
En solo dos segundos, el lanzador golpeó a SHIELD contra el suelo a aproximadamente 177 kilómetros por hora, la velocidad que alcanza un módulo de aterrizaje en Marte cuando se encuentra cerca de la superficie después de ser frenado por la resistencia atmosférica.
 
Debemos recordar que las pruebas anteriores de SHIELD utilizaron una “zona de aterrizaje” de tierra, aunque para esta prueba, el equipo colocó una placa de acero en el suelo, de 5 centímetros de espesor, con el objetivo de crear un aterrizaje más duro que el experimentado por una nave espacial en Marte. El acelerómetro a bordo reveló que SHIELD impactó con una fuerza de aproximadamente un millón de newtons, comparable a 112 toneladas chocando contra él.
 
Las imágenes de la cámara de alta velocidad de la prueba muestran que SHIELD impactó en un ligero ángulo, luego rebotó por cerca de un metro en el aire antes de volcarse. El equipo sospecha que la placa de acero provocó el rebote, ya que no se produjo ningún rebote en las pruebas anteriores.
 
Al abrir el prototipo y recuperar la simulación de la carga útil electrónica, el equipo encontró que los dispositivos a bordo, incluso el teléfono inteligente, sobrevivieron. “El único hardware que se dañó fueron algunos componentes de plástico que no nos preocupaban”, dijo Giersch. “¡En general, esta prueba fue un éxito!”. El siguiente paso será diseñar el resto de un módulo de aterrizaje en 2023 y ver hasta dónde puede llegar su diseño.