Durante más de seis años, el equipo de Mars Entry, Descent, and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2) esperó escuchar el mensaje recibido el pasado 18 de febrero que anunciaba la llegada a Marte de Perseverance: “Tango delta. Touchdown confirmado. Perseverance seguro en la superficie de Marte, listo para comenzar a buscar los signos de vidas pasadas».
El rover Perseverance de la Nasa aterrizó con éxito comenzando su exploración robótica del Planeta Rojo. MEDLI2 fue una de las tecnologías cruciales en el aeroshell protector del rover que ayudó a documentar la entrada, el descenso y el aterrizaje (EDL) de la nave espacial. Todos los datos de MEDLI2 se almacenaron en Perseverance para su transmisión a la Tierra después de un aterrizaje exitoso.
La función de MEDLI2 fue recopilar datos críticos sobre el entorno hostil durante la entrada de Perseverance a través de la atmósfera del planeta. Incluía tres tipos de sensores (termopares, sensores de flujo de calor y transductores de presión) que medían el calor y la presión extremos durante la entrada. También contenía componentes electrónicos y hardware para registrar las cargas térmicas y de presión experimentadas durante la entrada y durante el despliegue del paracaídas.
MEDLI2 utilizó sus medidas para determinar las fuerzas de calentamiento y atmosféricas que se produjeron en el escudo térmico y la carcasa trasera. Juntos, estos dos componentes forman el aeroshell, que albergaba y protegía al rover Perseverance durante el crucero a Marte y EDL.
MEDLI2 se encendió cinco horas antes de los «siete minutos de terror» o descenso final de siete minutos a Marte. Esto proporcionó tiempo para que la electrónica de MEDLI2 estabilizara la temperatura y midiera las condiciones iniciales antes de la entrada. El equipo se sintió aliviado al recibir la indicación de que MEDLI2 se activó con éxito. El equipo continuó monitorizando los datos entrantes a lo largo de esta fase de costa de cinco horas antes de la entrada.
La mayoría de los sensores MEDLI2 y la electrónica principal se montaron en el escudo térmico Mars 2020. Aproximadamente 10 segundos después de que se desplegara el paracaídas supersónico, MEDLI2 se apagó por última vez ya que había completado su trabajo. Dado que es fundamental que el escudo térmico esté separado para permitir la extracción de Perseverance del vehículo de entrada, se requirió que MEDLI2 se apagara unos segundos antes de la separación para evitar problemas de energía eléctrica. El arnés que conectaba el escudo térmico y la carcasa trasera fue luego cortado por el disparo de un piro-cortador, y el escudo térmico cayó.
“No encontramos ningún problema con la separación”, dijo Henry Wright, gerente del proyecto MEDLI2 en el Centro de Investigación Langley de la Nasa en Hampton, Virginia. “El escudo térmico se separó limpiamente del vehículo de entrada a Mars 2020. El hardware MEDLI2 era claramente visible en el escudo térmico mientras caía hacia la superficie de Marte. ¡Trabajo bien hecho!»
Perseverance también devolvió «datos de hechos decisivos» en tiempo real durante la EDL. Incluyó un subconjunto de los datos de MEDLI2 que permitieron observaciones de lo que estaba experimentando el vehículo de entrada mientras ocurría la entrada. Tres días después del exitoso aterrizaje de Perseverance, los datos restantes de MEDLI2 se transmitieron a la Tierra y comenzó la siguiente fase del proyecto: análisis de datos y reconstrucción del rendimiento.
“Los datos devueltos son fascinantes. Es como tener una vista de pájaro de lo que le está sucediendo al aeroshell mientras vuela por los cielos marcianos. Las señales del sensor MEDLI2 son tan claras que pudimos detectar de inmediato fenómenos interesantes y eventos cruciales”, dijo Todd White, investigador principal de MEDLI2 en el Centro de Investigación Ames de la Nasa en Silicon Valley, California.
Los datos recopilados de MEDLI2 también proporcionan mediciones que se utilizarán para determinar las propiedades de la atmósfera por la que pasó el vehículo de entrada a Marte. MEDLI2 proporciona datos de observación esenciales de EDL para comprender cuánto margen quedó en la entrada de Perseverance junto con datos que se utilizarán para mejorar los modelos de predicción y las herramientas para misiones futuras.
Las temperaturas del aislamiento del escudo térmico se registraron durante toda la fase de entrada y fueron consistentes con las predicciones de entrada. La temperatura máxima medida en el escudo térmico durante la entrada fue de 1.000 grados Celsius. Eso se correlaciona con una temperatura exterior máxima estimada del escudo térmico de aproximadamente 1.400 grados Celsius.
MEDLI2 también usó sus termopares integrados para determinar qué parte del aislamiento protector del escudo térmico se puede haber quemado o eliminado. Todos los termopares sobrevivieron al pulso de calentamiento de entrada, lo que indica que la ablación del escudo térmico fue muy baja. Esta observación podría usarse para reevaluar la cantidad de aislamiento que se necesita en un escudo térmico para reducir potencialmente la masa total del vehículo de entrada.
Las presiones superficiales también se midieron a lo largo de la misma fase con una presión superficial máxima del escudo térmico que coincidió con las predicciones de entrada del equipo. MEDLI2 eligió diferentes sensores para enfocarse en capturar con precisión diferentes regímenes de vuelo. Un sensor cubrió el rango completo de presiones superficiales máximas. Las seis mediciones de presión del escudo térmico restantes tenían un rango para capturar con mayor precisión las condiciones durante el régimen de vuelo supersónico (desde aproximadamente cinco veces la velocidad del sonido en Marte hasta el despliegue del paracaídas supersónico). Estos sensores, combinados con mediciones de inercia a bordo, permiten una visión adicional de cómo se comporta el vehículo de entrada cuando los impactos de las variaciones de densidad atmosférica y los vientos son más pronunciados. Los datos de presión de MEDLI2 se utilizarán para mejorar el enfoque de modelado para futuras misiones EDL.
MEDLI2 incluyó sensores en la carcasa trasera del vehículo de entrada a Mars 2020, un área que hasta ahora ha tenido observaciones limitadas. Las mediciones de presión superficial, temperatura de aislamiento y calentamiento directo de la superficie comprendieron el conjunto de sensores de la carcasa trasera. El conocimiento de la presión de la superficie en la parte trasera del vehículo de entrada contribuye a reducir el tamaño de la huella de aterrizaje. Los datos de temperatura del aislamiento de la carcasa trasera estaban dentro de las predicciones iniciales, que pueden usarse para reducir la incertidumbre del modelado. Al igual que con el aislamiento de la pantalla térmica, comprender el rendimiento de la temperatura del aislamiento de la carcasa trasera podría conducir a una reducción de la masa de aislamiento de la carcasa trasera. Las mediciones directas del calentamiento de la superficie de la carcasa trasera también contribuyen a reducir la incertidumbre en los modelos predictivos.
El equipo MEDLI2 continuará analizando los datos durante los próximos seis meses, refinando la comprensión de la Nasa de la atmósfera de Marte. Estas informaciones serán inmediatamente útiles para las próximas misiones a Marte e incluso para las misiones que se dirigen a Titán.
