Hardware y Software del Mars Rover MSL "Curiosity"

Para los que todavía no se enteraron, el pasado 5 de Agosto se produjo el descenso exitoso en el planeta Marte del nuevo vehículo robot para exploraciones marcianas, el Mars Rover MSL Curiosity del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (Jet Propulsion Laboratory - JPL).

Fuera de las connotaciones habituales para un hecho histórico como éste están  también los detalles que a nosotros, los amantes de la tecnología siempre nos interesan: El hardware y software en el vehículo en cuestion. En este artículo daré detalles acerca del procesador central, software, sensores y sistemas de comunicaciones usados en el Mars Rover para quienes tengan "curiosidad" por los internos técnicos del "Curiosity".

 

El MSL (Mars Science Laboratory) Curiosity fue lanzado el pasado 26 de Noviembre de 2011 y después de más de 8 meses de navegación espacial descendió exitosamente sobre la superficie del planeta Marte el pasado 6 de Agosto de 2012 a horas 05:17:57 GMT (01:17:57, hora de Bolivia). Entre los objetivos más sobresalientes del MLS Cusiosity están: investigar el clima, la geología de Marte y su habitabilidad, además de recolectar datos para futuras misiones tripuladas, para lo cual el vehículo cuenta con instrumentación científica variada.

 

Hardware

Computadoras

La computadora de abordo del Curiosity está basada en una placa monolítica RAD750, una de las más populares usadas en misiones espaciales. La placa contiene un procesador PowerPC 750 que funciona a 200MHz (no se dejen engañar por su baja velocidad, pues se trata de un sistema embebido de tiempo real muy poderoso) y cuenta con 256MB de DRAM, 256MB de EEPROM y 2GB de memoria flash usada entre otras cosas para almacenar fotos, videos y datos científicos recopilados antes de su envío a la Tierra.

La RAD750 fabricada por la compañía BAE Systems está diseñada para aguantar niveles de radiación más extremos que los habituales en la Tierra, de hasta 1000 gray y temperaturas de -55 a 70 C. Abordo del Curiosity existe además una segunda computadora similar de respaldo
la cual entra en actividad ante una eventual falla de la primera computadora.

Comunicaciones

El Curiosity, que debe transmitir sus datos a más de 400 millones de kilómetros de distancia, puede comunicarse directamente con la antena DSN (Deep Space Network) ubicada en la Tierra transmitiendo en la banda X (8GHz) o también usando la banda UHF (300MHz-3GHz) para interconectarse a través de los Orbitadores Mars Odyssey o Mars Reconnaissance los cuales orbitan a unos cuantos kilómetros por encima de la superficie marciana.

Alimentación de Energía

El Curiosity consta de una "Batería Nuclear" basada en plutonio llamada Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator o MMRTG (Generador Termoeléctrico de Radioisótopo Multi Misión) la cual provee 2000 Watts de energía y el calor adicional resultante de la reacción sirve para mantener a una temperatura adecuada todos los sistemas escenciales del Curiosity.

Software

El Curiosity usa el Sistema Operativo de Tiempo Real VxWorks de la compañía Wind River Systems desarrollado desde hace 27 años atrás y usado muy extensamente en varios tipos de sistemas embebidos, como los exploradores previos al Curiosity: el Sojourner, el Spirit, el Opportunity, además del vehículo espacial SpaceX Dragon, el Orbitador Mars Reconnaissance y el helicóptero militar Apache Longbow entre otros.

El VxWorks es un sistema operativo especialmente diseñado para el manejo de tareas críticas en tiempo real como las que el Curiosity debío realizar en el proceso conocido como EDL (entrance, descent, landing) de entrada, descenso y posterior aterrizaje, en las cuales una alta confiabilidad en el desempeño es crucial, pues existe el peligro de que ante una falla toda la misión fracase.

Instrumentación

Cuenta con 17 camaras de 1600×1200 (2 megapixeles), de las cuales las HazCams (hazard avoidance cameras) o cámaras de evasión de peligros, junto con las NavCams (cámaras de navegación) han sido las primeras en proporcionar imágenes de la superficie marciana; sin embargo la MastCam o cámara principal será la que provea las imágenes principales y video a color de 720p y 10 fps de los paisajes de la superficie de Marte unos días después del decenso. El brazo robótico cuenta tambien con su propia cámara destinada a la toma de imágenes microscópicas del suelo y rocas en la superficie cubierta por el vehículo.

Una de las cámaras que reviste mucha importancia es la llamada ChemCam la cual es parte de un sistema de espectroscopía de quiebre inducido por láser (laser-induced breakdown spectroscopy - LIBS), la cual vaporizará algunas rocas y usará la espectroscopía para analizar la muestra. Al mismo tiempo Curiosity cuenta también con una serie de instrumentos adicionales para la medición de radiación y detección de agua e hidrógeno, además de otros espectrómetros e instrumentos de análisis químico.

Con las imágenes captadas por las HazCams el Curiosity construirá un mapa en 3D de su entorno el cual será usado para la navegación autónoma y evasión de obstáculos.

Costo del Proyecto

El costo total del proyecto es de 2.5 billones de dólares.

Los Siete Minutos de Terror del Curiosity

Los Siete Minutos de Terror (Seven Minutes of Terror) es el témino coloquial usado por los científicos del JPL para denominar el procedimiento de aterrizaje multietapa del Curiosity, el cual es uno de los más complejos y sofisticados (además de peligrosos) jamás intentados antes en misiones espaciales; éste involucra entre otras cosas el uso de "retro cuetes", un paracaidas supersónico y una grúa aérea que finalmente bajará al MSL en la superficie del planeta Marte. El nombre coloquial se justifica por el hecho de que esta es la parte más arriesgada de la misión la cual, si falla. puede llevar al fracaso de la misma y al desperdicio de billones de dólares, además de mucho trabajo y tiempo.

A continuación, un video preparado por la JPL de la NASA que explica en qué consisten los Siete Minutos de Terror. El video está en inglés pero contiene subtítulos en español los cuales están accesibles en el ícono "CC" en los controles de la parte inferior del reproductor de video de Youtube.

{youtube}Ki_Af_o9Q9s{/youtube}

Fotos e Imágenes

El Curiosity en el laboratorio:

Descenso del Curiosity:

{youtube}UcGMDXy-Y1I{/youtube}

Animación del viaje, descenso y exploración::

{youtube}P4boyXQuUIw{/youtube}

El Curiosity capturado por el Orbitador Mars Reconnaissance en el momento de su descenso con su paracaidas supersónico:

Ilustración de la grua aérea para el descenso final:

Una de las primeras imágenes del curiosity en blanco y negro:

La primera fotografía a color tomada por el Curiosity:

Cuenta de Twitter del Curiosity

Aunque no lo crean, el Curiosity también "twitea", esta es su cuenta: https://twitter.com/MarsCuriosity

Raúl Alvarez Torrico
www.TecBolivia.com

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