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Articulo de referencia

Red meteorológica de Marte

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Mars MetNet fue una misión planificada de investigación atmosférica a Marte , iniciada por el Instituto Meteorológico Finlandés (FMI) junto con Rusia y España. En septiembre de 2013, se fabricaron y probaron dos sistemas de entrada, descenso y aterrizaje (EDLS) aptos para el vuelo. En 2015, existía financiación básica hasta 2020. En 2016, ni el vehículo de lanzamiento ni la fecha de lanzamiento preliminar se habían definido.

El objetivo es establecer una extensa red de observación de la superficie de Marte para investigar la estructura atmosférica, la física y la meteorología del planeta . La mayor parte de la misión consiste en al menos 16 módulos de aterrizaje de impacto MetNet desplegados sobre la superficie marciana.

Historia

Los conceptos básicos de Mars MetNet fueron iniciados por el equipo del Instituto Meteorológico Finlandés (FMI) a finales de la década de 1980. El concepto maduró durante una década y, finalmente, el trabajo de desarrollo comenzó en el año 2000. [ 3 ] [ 4 ] MetNet puede considerarse como un sucesor de NetLander , el Mars 96 ruso y los conceptos de misión anteriores de la ESA Marsnet e InterMarsnet . [ 5 ] De estos, Mars 96 llegó hasta el lanzamiento, pero una falla en la inyección transmarciana con la cuarta etapa del cohete provocó que reingresara a la Tierra y se desintegrara. Como parte de esta misión de múltiples partes había dos penetradores bastante similares a MetNet. La principal diferencia era que, en el impacto, la parte delantera se separaría de la trasera y se adentraría algunos metros más en el suelo.

MetNet fue una de las misiones propuestas en la Asamblea General de la Unión Europea de Geociencias en abril de 2016. [ 6 ]

Estado

El objetivo de la misión Mars MetNet es desplegar finalmente varias decenas de módulos de aterrizaje de impacto en la superficie marciana. Mars MetNet está siendo desarrollada por un consorcio formado por el Instituto Meteorológico Finlandés (líder de la misión), el Instituto Ruso de Investigación Espacial (IKI) (en cooperación con la Asociación Lavochkin ) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) de España. [ 1 ] [ 7 ]

La financiación básica para el desarrollo del programa existe hasta 2020. [ 8 ] Actualmente se está definiendo la misión precursora y se están llevando a cabo conversaciones sobre las oportunidades de lanzamiento. [ 8 ] La misión precursora consistiría en un módulo de aterrizaje y está concebida como una misión de demostración tecnológica y científica. Si tiene éxito y se financia, se propone desplegar más módulos de aterrizaje en las siguientes ventanas de lanzamiento. [ 9 ]

Para 2013, se habían completado todas las actividades de calificación y se estaban fabricando los componentes de la carga útil y del modelo de vuelo. [ 10 ] Para septiembre de 2013, se habían fabricado y probado dos sistemas de entrada, descenso y aterrizaje (EDLS) aptos para el vuelo, con niveles de aceptación. [ 11 ] Una de esas dos sondas se está utilizando para pruebas ambientales adicionales, mientras que la segunda se considera actualmente apta para el vuelo. Las pruebas abarcaron la resistencia a la vibración, el calor y el impacto mecánico, y continúan en curso a abril de 2015. [ 12 ] La unidad EDLS de prueba podría reacondicionarse posteriormente para el vuelo. [ 12 ]

Objetivos científicos

La caracterización detallada de los patrones de circulación marciana, los fenómenos de la capa límite y los ciclos climatológicos requiere mediciones meteorológicas in situ simultáneas de redes de estaciones en la superficie marciana. [ 5 ] El hecho de que tanto la meteorología en particular como la climatología en general varíen temporal y espacialmente implica que el medio más eficaz para su monitorización consiste en realizar mediciones simultáneas en múltiples ubicaciones y durante un período de tiempo suficientemente largo. Mars MetNet incluye una red global de sondas de superficie con múltiples puntos de observación, complementada por un satélite de apoyo en órbita, con una duración prevista de dos años marcianos. Se considera que entre diez y veinte puntos de observación es un mínimo para obtener una buena imagen de los fenómenos atmosféricos a escala planetaria. [ 13 ]

Los objetivos científicos del módulo de aterrizaje son estudiar: [ 14 ]

  • Dinámica atmosférica y circulación
  • Interacciones superficie-atmósfera y capa límite planetaria
  • Mecanismos que levantan polvo
  • Ciclos de CO 2 , H 2 O y polvo
  • Evolución del clima marciano

El propósito de la Misión Precursora Mars MetNet es confirmar el concepto de despliegue de las miniestaciones meteorológicas en la superficie marciana, obtener datos atmosféricos durante la fase de descenso y obtener información sobre la meteorología y la estructura de la superficie en el lugar de aterrizaje durante un año marciano o más. [ 15 ]

Concepto de módulo de aterrizaje

Representación artística de un impactador de MetNet entrando en la atmósfera marciana. Módulo inferior: escudo térmico inflable; módulo superior: desacelerador inflable de 1,8 m.

Cada módulo de aterrizaje MetNet, o sonda de impacto, utilizará un sistema de entrada y descenso inflable en lugar de escudos térmicos rígidos y paracaídas como los dispositivos de aterrizaje semirígidos anteriores. [ 16 ] De esta manera, se optimiza la relación entre la masa de la carga útil y la masa total, y se ahorran más recursos de masa y volumen para la carga útil científica. El proceso de descenso atmosférico del módulo de aterrizaje MetNet se puede dividir en dos fases: la fase de desaceleración aerodinámica primaria o de la "Unidad de Frenado Inflable", y la fase de desaceleración aerodinámica secundaria o de la "Unidad de Frenado Inflable Adicional". Las sondas tendrán una velocidad de aterrizaje final de 44,6 a 57,6  m/s. [ 2 ] La vida útil operativa de un módulo de aterrizaje en la superficie marciana será de siete años. [ 17 ]

Despliegue

Como carga útil secundaria

Dado que los requisitos para un vehículo de transferencia no son muy extensos, los módulos de aterrizaje de impacto de Mars MetNet podrían lanzarse con cualquier misión a Marte. Estos módulos podrían acoplarse a un orbitador marciano de la ESA, la NASA, Rusia o China, o ser un complemento para módulos de aterrizaje marcianos más grandes como ExoMars . [ 1 ]

Lanzamiento dedicado

También se está estudiando un lanzamiento dedicado con varias unidades desde la órbita terrestre baja. [ 1 ] La mayoría de los módulos de aterrizaje de Mars MetNet se desplegarían en Marte por separado unas semanas antes de su llegada para disminuir la cantidad de combustible necesaria para las maniobras de desaceleración. La plataforma satelital se insertaría entonces en una órbita alrededor de Marte y los últimos módulos de aterrizaje de impacto de Mars MetNet se desplegarían en la superficie marciana desde la órbita alrededor de Marte para poder aterrizar en cualquier área seleccionada de la superficie marciana en un rango de latitud de +/- 30 grados para una eficiencia óptima de los paneles solares. [ 1 ] [ 5 ] Un sondeo a bordo del orbitador realizaría sondeos atmosféricos continuos, complementando así las observaciones in situ . El orbitador también servirá como relé principal de datos entre los módulos de aterrizaje de impacto y la Tierra. [ 1 ] [ 5 ]

Misión preliminar

Una misión de demostración tecnológica llamada "Misión Precursora de la Red Meteorológica de Marte" podría lanzarse aprovechando otra misión a Marte o con un lanzamiento dedicado utilizando el misil ruso Volna , un misil balístico lanzado desde el mar, convertido en submarino . [ 18 ]

El Instituto Meteorológico Finlandés (FMI) tenía previsto lanzar el módulo de aterrizaje de demostración a bordo de la misión Phobos-Grunt en 2011. Sin embargo, el módulo de aterrizaje Mars MetNet fue descartado de la misión Phobos-Grunt debido a las limitaciones de peso de la nave espacial. Posteriormente, Phobos-Grunt no logró abandonar la órbita terrestre y se estrelló en el océano Pacífico el 16 de enero de 2012. [ 19 ] La fecha de lanzamiento de la misión precursora aún no se ha determinado.

Carga útil

La carga útil teórica de la misión precursora Mars MetNet puede incluir los siguientes instrumentos: [ 12 ] [ 15 ]

  • MetBaro: sensor de presión con un límite de 1015 hPa (100 g)
  • MetHumi: sensor de humedad (15 g)
  • MetTemp: sensor de temperatura con un rango de -110  °C a +30  °C (2 g)
  • Cámara panorámica con cuatro lentes montadas a intervalos de 90° (100 g)
  • MetSIS: un sensor de radiación solar con un sistema de comunicaciones inalámbricas ópticas para la transferencia de datos [ 20 ]
  • Sensor de polvo: un detector infrarrojo de polvo y gas (42 g) [ 21 ]

Fuerza

Los módulos de aterrizaje de impacto están equipados con paneles solares flexibles , ubicados en la parte superior de la unidad de frenado inflable, que proporcionarán aproximadamente 0,6 W durante el día. [ 1 ] Dado que la potencia de salida proporcionada es insuficiente para operar todos los instrumentos simultáneamente, estos se activan secuencialmente según las diferentes limitaciones ambientales. [ 16 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Harri, AM; Leinonen, J.; Merikallio, S.; Patón, M.; Haukka, H.; Polkko, J.; Linkin, V.; Lipatov, V.; Pichkadze, K.; Poliakov, A.; Uspensky, M.; Vásquez, L.; Guerrero, H.; Crujiente, D.; Haberle, R.; Calcuta, S.; Wilson, C.; Taylor, P.; Lange, C.; Daly, M.; Richter, L.; Jaumann, R.; Pommereau, J.; Olvídate, F.; Lognon, Ph.; Zarnecki, J. (2012). "Planes futuros para las misiones MetNet Lander a Marte" (PDF) . Resúmenes de investigaciones geofísicas . 14 (EGU2012-8224): 8224. Bibcode : 2012EGUGA..14.8224H . Recuperado el 18 de febrero de 2014 .
  2. 1 2 "MetNet: Concepto EDLS" . Instituto Meteorológico Finlandés . 2013. Archivado del original el 6 de abril de 2014. Recuperado el 19 de febrero de 2014 .
  3. ↑ "Introducción a la misión Mars MetNet" . Instituto Meteorológico Finlandés . 2013. Archivado del original el 4 de abril de 2014. Consultado el 18 de febrero de 2014 .
  4. ↑ MetNet - Descripción general de la misión precursora Archivado el 20/07/2011 en Wayback Machine
  5. 1 2 3 4 "Una misión de exploración para Marte" . Energy Enviro World . 17 de octubre de 2007. Archivado del original el 17 de marzo de 2009. Recuperado el 18 de febrero de 2014 .
  6. ↑ "Misión Mars MetNet - Red de Puestos de Observación Atmosférica Marciana" (PDF) . Asamblea General de la EGU 2016. 2016. Consultado el 13 de noviembre de 2022 .
  7. ↑ Rodríguez, Miguel A.; Fernández, Alberto; Cortés, Francisco; López, Fernando (2015). «Diseño de un microsensor de polvo MEIGA-MetNet mejorado capaz de realizar detección de gases en la atmósfera de Marte». 2015 10.ª Conferencia Española de Dispositivos Electrónicos (CDE) . pp. 1–4 . doi : 10.1109/CDE.2015.7087496 . ISBN  978-1-4799-8108-3.
  8. 1 2 Harri, Ari-Matti; Aleksashkin, Sergei; Arruego, Ignacio; Schmidt, Walter; Genzer, María; Vázquez, Luis; Haukka, Harri (2015). "Estado de la misión Mars MetNet" . Resúmenes de la conferencia de la Asamblea General de EGU : 13336. Bibcode : 2015EGUGA..1713336H .
  9. ^ AM Harri; W. Schmidt; K. Pichkhadze; V. Linkin; L. Vázquez; M. Uspensky; J. Polkko; M. Genzer; A. Lipátov; H. Guerrero; S. Alexashkin; H. Haukka; H. Savijärvi; J. Kauhanen (2008). Misión precursora Mars MetNet (PDF) . Congreso Europeo de Ciencias Planetarias.
  10. ^ Harri, Ari-Matti; Aleksashkin, Sergey; Guerrero, Héctor; Schmidt, Walter; Genzer, María; Vázquez, Luis; Haukka, Harri (7 a 12 de abril de 2013), "Mars MetNet Precursor Mission Status" (PDF) , Asamblea General de EGU 2013 , Viena, Austria: Geophysical Research Abstracts, Vol 15, EGU2013-4598 , consultado el 19 de febrero de 2014
  11. ^ Harri, Ari-Matti; Aleksashkin, Sergey; Guerrero, Héctor; Schmidt, Walter; Genzer, María; Vázquez, Luis; Haukka, Harri (8 a 14 de septiembre de 2013), "Mars MetNet Precursor Mission Status" (PDF) , Congreso Europeo de Ciencias Planetarias 2013 , Londres, Reino Unido.: EPSC Abstracts, Vol. 8 , consultado el 19 de febrero de 2014
  12. 1 2 3 Harri, Ari-Matti; Aleksashkin, Serguéi. "Estado de la misión Mars MetNet" (PDF) . Resúmenes de investigaciones geofísicas . Asamblea General del EGU 2015 . Consultado el 27 de abril de 2016 .
  13. ↑ "Definición de objetivos científicos" . Instituto Meteorológico Finlandés. Archivado del original el 20 de julio de 2011.
  14. ↑ "Objetivos científicos de la misión MetNet Mars Precursor" . Instituto Meteorológico Finlandés. Archivado del original el 20 de julio de 2011.
  15. ^ Harri , AM; Schmidt, W.; Pichkhadze, K.; Linkin, V.; Vázquez, L.; Uspensky, M.; Polkko, J.; Genzer, M.; Lipatov, A.; Guerrero, H.; Alexashkin, S.; Haukka, H.; Savijarvi, H.; Kauhanen, J. "Carga útil científica de la misión MetNet Mars Precursor" (PDF) . Consultado el 18 de febrero de 2014 .
  16. 1 2 Haukka, H.; AM Harri; S. Alexashkin; H. Guerrero; W. Schmidt; M. Genzer; L. Vazquez (2012). "Descripción general de la carga útil de la misión Mars MetNet" (PDF) . Resúmenes de investigación geofísica . 14 (EGU2012-8073) . Recuperado el 18 de febrero de 2014 .
  17. ↑ MetNet La nueva generación de observación atmosférica para Marte (PDF) . Congreso Europeo de Ciencias Planetarias. 2008.
  18. ↑ "Misión Precursora de Marte MetNet" . Instituto Meteorológico Finlandés. Archivado del original el 20 de julio de 2011.
  19. ↑ "Sonda espacial rusa se estrella en el Océano Pacífico" . Fox News . 15 de enero de 2012. Archivado del original el 15 de enero de 2012.
  20. ↑ Rivas, J.; Martínez, J.; Martín-Ortega, A. (14–16 de diciembre de 2015). Aplicación práctica de la tecnología de comunicación inalámbrica óptica (OWLS) en entornos extremos . Conferencia Internacional IEEE 2015. IEEE. doi : 10.1109/WiSEE.2015.7392981 .
  21. ↑ Rodríguez, Miguel A.; Fernández, Alberto; Cortés, Francisco ; López, Fernando (11-13 de febrero de 2015). "Diseño de un microsensor de polvo MEIGA-MetNet mejorado capaz de realizar detección de gases en la atmósfera de Marte" . Congreso Español de Dispositivos Electrónicos (CDE). Madrid, España: IEEE. doi : 10.1109/CDE.2015.7087496 .
  • "Póster de descripción general de la carga útil de la misión MetNet (2012)" (PDF) .
  • Harri, AM; et  al. (2007). MetNet — Red de Observación In Situ y Plataforma Orbital para Investigar el Entorno Marciano (PDF) . Helsinki: Instituto Meteorológico Finlandés. ISBN 978-951-697-625-2. Archivado del original (PDF) el 12-04-2022 . Consultado el 04-03-2010 .
  • Vídeo de animación (58 segundos) de la secuencia de aterrizaje forzoso:
  • Sitio web de MetNet (consultado en 2016)
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