El rover de Marte es un ejemplo perfecto de los triunfos que puede superar la ingeniería sólida e inteligente. Desde 1971, siete rovers han sido enviados a explorar nuestro gran vecino rojo, cuatro de ellos desde Estados Unidos. Estos rovers no solo deben lanzarse al espacio siguiendo cálculos precisos de las órbitas de cada cuerpo solar en el camino, sino que también deben sobrevivir en el paisaje extraño de Marte: duro, frío y con poco del mismo escudo solar. para sobrevivir también hay que diseñar. Lo que la tierra da por sentado.
El rover de Marte es un ejemplo perfecto de los triunfos que puede superar la ingeniería sólida e inteligente. Desde 1971, se han enviado siete rovers para explorar nuestro gran vecino rojo. Cuatro de ellos procedían de Estados Unidos. Estos rovers no solo deben lanzarse al espacio siguiendo cálculos precisos de las órbitas de cada cuerpo solar en el camino, sino que también deben sobrevivir en el paisaje extraño de Marte: duro, frío y con poco del mismo escudo solar. para sobrevivir también hay que diseñar. Lo que la tierra da por sentado. El último intento de la NASA, Curiosity, aterrizó en Marte el 6 de agosto de 2012, con una misión programada para durar 270 soles, o 23 meses, en la Tierra. A partir de diciembre, la misión de Curiosity se extendió indefinidamente a medida que la NASA recopila datos que espera ayuden a su misión a Marte programada para 2020.
Sin embargo, la misión de Curiosity estuvo en peligro recientemente, ya que una falla en la memoria dejó fuera de juego al rover durante semanas, dejándolo en un modo de operación restringido. La memoria de estado sólido integrada del rover, que contenía muchas de las instrucciones enviadas al rover, así como los datos grabados que debía enviar, se corrompió a fines de febrero, lo que llevó a la NASA a destruir el rover en aproximadamente 140 millones de posiciones. Tuve que depurar. kilómetros de distancia. La depuración puede ser una pesadilla cuando tiene un equipo problemático frente a usted.
Conversación con Mars Rover
Marte está en promedio a 140 millones de millas de la Tierra, pero las variaciones mensuales pueden casi duplicar la distancia. Comunicarse a tales distancias requiere la consideración de muchas variables. Primero, la NASA estableció lo que llama la Red de Espacio Profundo (DSN) en la Tierra. Esta es una red mundial de antenas que permite a los científicos e ingenieros en la Tierra comunicarse con Curiosity y otros rovers similares. Tres antenas colocadas a unos 120 grados de distancia en la tierra (piense en la tierra como un gran círculo) permiten una comunicación más flexible. La instalación está ubicada en Goldstone, California. Madrid, España y Canberra, Australia. Estos arreglos de comunicación gigantes parecen sacados de una película de James Bond, como puede ver en la Figura 1 a continuación.
Cada instalación tiene una matriz de diferentes antenas que se pueden usar para acomodar diferentes niveles de potencia de transmisor y receptor, lo que permite flexibilidad en términos de tamaño y potencia disponible de cualquier nave espacial con la que la NASA desee comunicarse. Para optimizar la confiabilidad de los datos y el consumo de energía, cada rover está equipado con antenas de diferentes potencias que permiten la comunicación durante cada fase del viaje. Una vez en Marte, el rover podrá comunicarse directamente con DSN utilizando el transmisor y receptor de banda X. Según lo especificado por IEEE, esta banda es de aproximadamente 8,0 a 12,0 GHz. Estas bandas también se utilizan en los programas Viking y Voyager. Curiosamente, el programa Viking envió la misma señal desde Marte simultáneamente en las bandas X y S, lo que permitió una de las mejores confirmaciones de la teoría de la relatividad general de Einstein. La ruta de comunicación de Curiosity se muestra en la Figura 2 a continuación.
Además, las radios definidas por hardware y software UHF permiten que el rover se comunique con los rovers de Marte, como los satélites 2001 Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter y Mars Express. Estos satélites más potentes transmitirán información desde el rover a la Tierra, lo que permitirá que el rover haga que las comunicaciones sean más eficientes desde el punto de vista energético. El último rover, Curiosity, puede alcanzar velocidades de comunicación de 32 kbit/s directamente con la Tierra o velocidades de comunicación de hasta 2 Mbit/s utilizando uno de los repetidores de satélite. Sin embargo, debido a que el orbitador orbita la Tierra, los satélites de retransmisión solo pueden comunicarse directamente con Curiosity durante aproximadamente ocho minutos por día. El recorrido total de los observadores alrededor de Marte solo está a la vista durante un total de aproximadamente 16 horas cada día.
Curiosidad de lo que salió mal y su solución
Curiosity se creó pensando en la redundancia para que nuestro esfuerzo de 2500 millones de dólares no se desperdiciara. Como tal, el rover está equipado con dos computadoras idénticas en caso de memoria u otros daños. La computadora de Curiosity consta de un procesador reforzado con radiación de 132 MHz de BAE Systems Electronic Solutions con 256 MB de RAM y 2 GB de memoria flash. A fines de febrero, experimentamos una pérdida inesperada de comunicación cuando Curiosity no pudo enviar los datos a nuestra casa y no ingresó a su rutina de suspensión automática. Después de un trabajo de diagnóstico, los ingenieros de la NASA descubrieron que una corrupción de directorio en la memoria de la computadora A provocó un bucle infinito al intentar encontrar una dirección en particular. Esto es mucho más difícil de prevenir para la NASA, a pesar del endurecimiento de la radiación de las computadoras, pero es un problema con el que la mayoría de nosotros estamos familiarizados en el campo del software. Es probable que este error se deba a un estallido de radiación cósmica o solar de alta energía que provoca un error en la memoria protegida. La solución más viable sin impacto a largo plazo fue cambiar mi computadora actual de A a B. Intentaron encontrar una manera de solucionar el problema con el directorio de la computadora A. Desde entonces, su equipo de diagnóstico busca en el banco de memoria extendida de la Computadora A para encontrar la causa de la falla.
Otro problema ocurrió a mediados de marzo debido a problemas adicionales con el sistema de software en la computadora B. La NASA ha comentado que el error no fue demasiado grave, pero el retraso hace que la misión se demore.
curiosidad después de las vacaciones de primavera
Durante la mayor parte de abril, Curiosity está en una especie de “vacaciones de primavera”, permaneciendo en modo de suspensión mientras las condiciones adversas de comunicación impiden la transmisión confiable de datos desde el rover. Además, el modo de suspensión brindará protección adicional contra la radiación dañina mientras la NASA trabaja para depurar y reparar los daños que ocurrieron en febrero. Las operaciones se reanudaron a principios de mayo y Curiosity está trabajando actualmente en el análisis de las primeras muestras de rocas perforadas en Marte. Otro objetivo de la misión es caracterizar por primera vez el perfil de radiación de Marte, incluido el del pico que causó el daño del Curiosity, para evitar posibles problemas cuando una nave espacial tripulada finalmente llegue a Marte. Los científicos necesitan información sobre el perfil de radiación de Marte, no solo para el equipo, sino también para proteger las vidas humanas que eventualmente podrían llegar a Marte. Hasta ahora, Curiosity funciona bien en la computadora B y debería poder llevar a cabo una misión larga y significativa a Marte.