Mars Pathfinder 300pxRepresentación artística de la Mars Pathfinder sobre Marte Características de la misión: Nombre Mars Pathfinder Nación Estados Unidos Objetivo(s) Aterrizaje sobre Martey operaciones vehiculares (rover). Nave Mars Pathfinder Nave – masa 870 kg Administración y diseñode misión JPL - NASA Vehículo de lanzamiento Delta 7925 (#D240) Fecha delanzamiento 4 de diciembre de 199606:58:07 UTC Sitio de lanzamiento ESMC / complejo de lanzamiento 17B Fecha deaterrizaje 4 de julio de 199716:56:55 UTC Sitio de aterrizaje Ares Vallis , Chryse Planitia Instrumentos científicos Lander Mars Pathfinder: Sistema de imágenes IMP (incluye magnetos y medidores de viento), Espectrómetro de rayos XAlfa Protón APXS, Componentes de la estructuraatmosférica y meteorológica ASI / MET.
Róver Sojourner: Sistema de imágenes(tres cámaras), Rastreadores láser, Acelerómetros, Potenciómetros.
La Mars Pathfinder fue una nave espacial estadounidense con la misión de estudiar Marte desde la superficie. Lanzada por la NASA en 1996, fue la primera misión en aterrizar en el planeta con éxito desde el programa Viking en 1976.
Estaba compuesta por el lander o módulo de aterrizaje, formalmente llamado Carl Sagan Memorial Station, y en su interior el rover o vehículo de exploración, llamado Sojourner en honor de la activista por los derechos civiles Sojourner Truth, con un peso de tan solo 10,6kg, que se convirtió en el primer róver en operar fuera del sistema Tierra-Luna.
Fue lanzada el 4 de diciembre de 1996 por la NASA a bordo de un cohete Delta II desde Cabo Cañaveral, un mes después de lanzarse la Mars Global Surveyor. Aterrizó el 4 de julio de 1997 en el Ares Vallis —un valle de Marte—, en una región llamada Chryse Planitia en el cuadrángulo de Oxia Palus. El módulo de aterrizaje se abrió, liberando al róver, que realizó múltiples experimentos en la superficie marciana. La misión portaba una serie de instrumentos científicos para analizar la atmósfera, climatología, geología y composición de las rocas y suelo de Marte.
Esta misión fue la primera de una serie de misiones a Marte que incluyó un róver, y fue el primer lander en aterrizar con éxito desde que las dos Viking hubieran aterrizado en el planeta rojo en 1976. Aunque la Unión Soviética envió rovers a la Luna con éxito como parte del programa Lunojod en la década de 1970, los intentos de utilizarlos en los programas de Marte fallaron.
Además de los objetivos científicos, la misión Mars Pathfinder fue una «prueba de concepto» para diversas tecnologías, como la toma de contacto con el suelo marciano mediada por un sistema gigante de bolsas de aire para amortiguar el impacto o la prevención automática de obstáculos, ambas explotadas posteriormente por la misión Mars Exploration Rover. La Mars Pathfinder también fue notable por su costo extremadamente bajo en relación con otras misiones espaciales robóticas a Marte. Originalmente, la misión se concibió como la primera del programa de la Mars Environmental Survey.
Fue el segundo proyecto del programa Discovery de la NASA, que promueve el uso de naves espaciales de bajo costo y lanzamientos frecuentes bajo el lema «más barato, más rápido y mejor» sostenida por el entonces administrador, Daniel Goldin. La misión fue dirigida por el Jet Propulsion Laboratory (JPL), una división del Instituto de Tecnología de California (Caltech), responsable del programa de exploración a Marte de la NASA. El gerente del proyecto fue Tony Spear del JPL.
Objetivos de la misión
Los principales objetivos eran probar nuevas tecnologías y métodos para futuras misiones de los programas de exploración espacial.
Por una parte, el rover Sojourner realizó una serie de experimentos tecnológicos específicos para evaluar su propio rendimiento como guía para el diseño de hardware y software en futuros rovers, así como para ayudar a verificar las capacidades de ingeniería para los rovers de Marte.
Por otra parte, la Mars Pathfinder utilizó un método innovador para entrar directamente en la atmósfera marciana, ayudado por un paracaídas para frenar su descenso a través de la delgada atmósfera marciana y un sistema gigante de bolsas de aire para amortiguar el impacto.
Se resume en cinco puntos:
La Mars Pathfinder era una misión de descubrimiento de la NASA. Bajo el lema «Faster, better, and cheaper», «Más rápido, mejor y más barato» con solo tres años de desarrollo y un costo menor a 150 millones de dólares. Probar un sistema simple y de bajo costo a un precio fijo de colocar una carga científica en la superficie de Marte a 1/15 de la tarifa de precio de las Viking. Demostrar el compromiso de la NASA con la exploración planetaria de bajo costo completando la misión por un costo total de 280 millones de dólares, incluido el vehículo de lanzamiento y las operaciones de la misión. Probar la movilidad y la utilidad de un microróver en la superficie de Marte.
Objetivos científicos miniaturadeimagen|320px|El Sojourner cerca de la roca Yogui. Morfología de suelo y geología a escala métrica El IMP (Imager for Mars Pathfinder) reveló procesos geológicos marcianos e interacciones superficie-atmósfera similares a las observadas en los sitios de aterrizaje de las Viking. Las observaciones del paisaje general, las pendientes de la superficie y la distribución de rocas obtenidas mediante imágenes estereoscópicas panorámicas en distintos momentos del día. Cualquier cambio en la escena a lo largo de la vida de la misión puede atribuirse a las acciones de deposición de escarcha, polvo o arena, erosión u otras interacciones entre la superficie y la atmósfera. Se tuvo una comprensión básica de las propiedades de la superficie y del suelo cercano a la superficie mediante las imágenes realizadas por el Rover y por el Lander de las huellas de rodadas del rover, los agujeros excavados por las ruedas y cualquier interrupción de la superficie causada por rebotes o retracciones del airbag.
Petrología y geoquímica de los materiales de la superficie El APXS (espectrómetro de rayos X Alfa-Protón) y los filtros espectrales visibles de infrarrojo cercano en el IMP determinaron los elementos dominantes que componen las rocas y otros materiales de la superficie del sitio de aterrizaje. Una mejor comprensión de estos materiales abordando cuestiones relativas a la composición de la corteza marciana, así como el desgaste a la intemperie (de los diferentes tipos de suelos). Estas investigaciones proporcionarían un punto de calibración para observaciones de teledetección orbital como Mars Global Surveyor. El IMP obtuvo panorámicas completas multiespectrales de la superficie y los materiales subyacentes expuestos por el róver y por el módulo de aterrizaje. Dado que el APXS estaba montado en el róver, pudo caracterizar rocas y suelos en las proximidades del módulo de aterrizaje.
Propiedades magnéticas y mecánicas de la superficie Los objetivos magnéticos se distribuyen en varios puntos alrededor de la nave espacial. Se usaron imágenes multiespectrales de estos objetivos para identificar los minerales magnéticos que componen el polvo transportado por el aire. Además, la toma de medidas del APXS del material recogido en los objetivos magnéticos determinaría la presencia de titanio y hierro en el polvo. Usando una combinación de imágenes y mediciones del APXS, sería posible inferir la composición mineral de las rocas. El examen detallado de las imágenes de la trayectoria de las ruedas daría una mejor comprensión de la mecánica del suelo que rodea el lugar de aterrizaje.
Estructura atmosférica, además de variaciones meteorológicas diurnas y estacionales El ASI/MET podría determinar la temperatura y la densidad de la atmósfera durante la entrada, el descenso y el aterrizaje. Además, se usarían acelerómetros de tres ejes para medir la presión atmosférica durante este período. Una vez en la superficie, se obtendrían mediciones meteorológicas tales como presión, temperatura, velocidad del viento y opacidad atmosférica diariamente. Los termopares montados en el mástil de un metro de altura examinarían los perfiles de temperatura con la altura, la dirección y la velocidad del viento se medirían con un sensor de viento montado en la parte superior del mástil, así como con tres mangas de viento intercaladas a diferentes alturas en el mástil. Comprender estos datos sería muy importante para identificar las fuerzas que actúan sobre las partículas pequeñas que transporta el viento. El cielo regular y las observaciones espectrales solares usando el IMP monitorizarían el tamaño de las partículas transportadas por el viento, la forma de las partículas, la distribución con la altitud y la abundancia de vapor de agua.
Dinámica rotacional y orbital de Marte La Red de Espacio Profundo (DSN), mediante el uso de seguimiento bidireccional en banda X y Doppler del módulo de aterrizaje, podría abordar una variedad de preguntas de dinámica orbital y de rotación. La determinación del alcance implicaría el envío de un rango de códigos al módulo de aterrizaje en Marte y la medición del tiempo requerido para que el módulo de aterrizaje haga eco de los códigos de regreso a la estación terrestre. Dividir esta vez por la velocidad de la luz da como resultado una medición precisa (de entre 1 y 5 metros) de la distancia desde la estación hasta la nave espacial. A medida que el módulo de aterrizaje se mueve en relación con la estación de seguimiento, la velocidad entre la nave espacial y la Tierra causa un cambio en la frecuencia (desplazamiento Doppler). La medición de este cambio de frecuencia proporciona una medición precisa de la distancia desde la estación hasta el módulo de aterrizaje. A los pocos meses de observar estas características, la ubicación del módulo de aterrizaje de Mars Pathfinder se puede determinar en pocos metros. Una vez que se ha identificado la ubicación exacta de la Pathfinder, la velocidad de orientación y precesión (movimiento regular del polo con respecto a la eclíptica) del polo se puede calcular y comparar con las mediciones realizadas con los módulos de aterrizaje Viking de hace 20 años. La medición de la tasa de precesión permite el cálculo directo para el momento de inercia, que a su vez está controlado por la densidad de la roca marciana con la profundidad. Medidas similares a estas se usan en la Tierra para determinar la composición del interior del planeta.
Lander Pathfinder IMP: Imager for Mars Pathfinder, incluye magnetómetro y anemómetro ASI/MET: Sensores atmosféricos y meteorológicos
La Mars Pathfinder llevó a cabo diferentes investigaciones en el suelo marciano utilizando tres instrumentos científicos. El módulo de aterrizaje contenía una cámara estereoscópica con filtros espaciales en un mástil expansible llamado Imager for Mars Pathfinder (IMP), y el paquete Atmospheric Structure Instrument/Meteorology (ASI/MET) que actuaba como una estación meteorológica de Marte recolectando datos sobre presión, temperatura y vientos. La estructura MET incluía tres mangas de viento montadas a tres alturas en un mástil, la más alta a aproximadamente un metro, registró vientos generalmente del oeste.
Róver Sojourner Sistema de imagen de tres cámaras estereoscópicas: dos frontales monocromáticas, una trasera a color Sistema de detección de peligros por rayos láser APXS: Espectrómetro de rayos X Alfa Protón Experimento de abrasión de rueda Experimento de adherencia de materiales Acelerómetros
El róver Sojourner disponía de un espectrómetro de rayos X Alfa Protón (APXS), que se utilizó para analizar los compuestos de las rocas y del suelo. Los instrumentos permitían investigar la geología de la superficie marciana desde solo unos pocos milímetros hasta cientos de metros, la geoquímica e historia evolutiva de las rocas y de la superficie, las propiedades magnéticas y mecánicas de la tierra, así como las propiedades magnéticas del polvo, de la atmósfera y la dinámica rotacional y orbital del planeta.