La Tierra y la Luna vistas por un nanosatélite rumbo a Marte

La imagen no es gran cosa, cierto, pero si tenemos en cuenta que ha sido tomada desde un pequeño satélite de apenas 13,5 kg la cosa cambia. Y mucho. Porque nunca antes un satélite tan pequeño había fotografiado el sistema Tierra-Luna desde un millón de kilómetros de distancia. Contémplala teniendo esto en cuenta:

La Tierra y la Luna vistas por el cubesat MarCO B a un millón de km de distancia (NASA/JPL).
La Tierra y la Luna vistas por el cubesat MarCO B a un millón de km de distancia (NASA/JPL).

El artífice de la imagen es el cubesat MarCO-B, que fue lanzado el pasado 5 de mayo rumbo a Marte junto a su hermano gemelo MarCO-A y la sonda marciana InSight. MarCO-B ha sido apodado EVE, mientras que a MarCO-A se le conoce como WALL-E, como no podía ser de otra forma. La imagen fue tomada el 8 de mayo, cuando los dos cubesats alcanzaron el millón de kilómetros de distancia. Si todo sale bien los MarCO (Mars Cube One) se convertirán en los primeros cubesats en alcanzar Marte el próximo 26 de noviembre. Los dos satélites no entrarán en órbita de Marte y pasarán de largo (a una distancia de entre tres mil y cuatro mil kilómetros), pero primero intentarán transmitir telemetría del descenso de InSight a través de la atmósfera marciana.

La imagen anterior sin anotaciones (NASA/JPL).
La imagen anterior sin anotaciones (NASA/JPL).

Para ello cada MarCO disponen de una pequeña antena UHF que captará la señal de InSight mientras desciende hacia la superficie de Marte y otra antena en banda X, de mayor tamaño (33,5 cm x 19,9 cm), que enviará la telemetría a la Tierra con una potencia de cuatro vatios. La misión de los dos satélites es experimental y si fracasan su pérdida no afectará a InSight, ya que precisamente esta sonda emitirá la telemetría de la entrada, descenso y aterrizaje (EDL) en UHF para que pueda ser recibida por la sonda MRO de la NASA, que se encuentra alrededor de Marte (además de algún otro orbitador de reserva). No obstante, los MarCO servirán para poner a prueba las tecnologías asociadas con la transmisión de datos desde el espacio profundo usando cubesats para que en el futuro el uso de estos pequeños satélites se convierta en algo normal. La masa de cada MarCO es de tan solo 13,5 kg —por lo que técnicamente son microsatélites, no nanosatélites— y tienen dos paneles solares que generan 35 vatios de potencia.

MarCO. En amarillo la antena de alta ganancia en banda X (NASA).
MarCO. En amarillo la antena de alta ganancia en banda X (NASA).
Elementos de MarCO (NASA).
Elementos de MarCO (NASA).
Detalle de la antena UHF de MarCO (NASA).
Detalle de la antena UHF de MarCO. La antena en banda X se ve en la parte baja (NASA).
Los dos cubesats &U MarCO (NASA).
Los dos cubesats 6U MarCO. Se aprecian las antenas en banda X (NASA).

Los dos cubesats, de tipo 6U, tienen una pequeña cámara a color con un campo de visión de 6,8º y un sensor de 752 x 480 píxels. El sistema de propulsión de los cubesats se logra gracias a ocho propulsores de 25 milinewton (cuatro para control de actitud y otros cuatro para maniobras de cambio orbital). Los propulsores emplean un gas de hidrofluorocarbono denominado R-236FA como propelente, usado habitualmente en extintores. Si después de pasar por Marte les queda combustible se podría intentar llevar a cabo algún sobrevuelo lejano de un asteroide. Además de los propulsores los cubesats emplean pequeñas bobinas electromagnéticas (magnetorquers) para control de posición. El sistema de propulsión se encargará de llevar a cabo hasta cinco maniobras de corrección (TCM). Los MarCO tienen una memoria flash de 128 kB y una memoria RAM de solo 8 kB.

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Trayectoria de los MarCO (NASA).
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Secuencia del sobrevuelo de Marte en noviembre de 2018 (NASA).
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Geometría del sobrevuelo (NASA).

Los dos MarCO fueron lanzados en sendos contenedores localizados en la parte trasera de la etapa Centaur. Es decir, no viajaban dentro de la cofia junto a InSight. Cuando se decidió cambiar el cohete de un Delta II a un Atlas V surgió la posibilidad de añadir algún satélite secundario gracias a la capacidad de carga extra y así nació el proyecto MarCO, basado en los numerosos estudios de cubesats que se lanzarán en la primera misión del cohete SLS. Los dos MarCO no han sido esterilizados para evitar la contaminación de Marte por parte de microorganismos terrestres, así que, con el fin de evitar que puedan chocar accidentalmente, la probabilidad de que impacten contra Marte en los próximos 50 años es inferior al 0,01%. E incluso si entran en la atmósfera marciana el número de esporas bacterianas que llegarían a la superficie sería inferior a cien mil.

Localización de los MarCO en el cohete Atlas V (NASA).
Localización de los MarCO en el cohete Atlas V (NASA).
Secuencia de despliegue de los MarCO (NASA).
Secuencia de despliegue de los MarCO (NASA).

Vista por MarCO-B, a un millón de kilómetros de distancia la Tierra parece un planeta normal, pero el color azul delata la dispersión de Rayleigh debida a una atmósfera relativamente densa y océanos de agua líquida. A esa distancia es difícil sospechar la impresionante diversidad biológica que se esconde en ese punto azul.

Referencias:

  • https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2018-099&rn=news.xml&rst=7124

47 Comentarios

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Jofaserimon

“Los propulsores emplean un gas de hidrofluorocarbono denominado R-236FA como propelente, usado habitualmente en extintores.”

¿Y se pondrán a volar uno con el otro? xD

Fernando GeneraleFernando Generale

Realmente fantástico como la minituracion de los satélites será la clave del futuro de la exploración espacial

RobertSmithRobertSmith

Es curioso ver a los dos pequeños satélites pegados a la etapa Centaur como si fueran dos lapas.
Espero que cumplan sus objetivos y sean exitosos. Los cubesats son el futuro de la exploración del sistema solar a gran escala.

Jaime Johan Ibarguen ValdesJaime Johan Ibarguen Valdes

Gracias por el articulo Daniel! , alucinante que con 4 watts de RF en esa longitud de onda cubra tan grandes distancias , la tecnología de filtrado de señales y la ganancia debe ser brutal en tierra, muy interesante y gracias de nuevo !!

GrogmanGrogman

Y en línea con eso, muy interesante el uso de tecnologia reflectarray para tener el equivalente a un plato parabólico, pero con una lámina plana. Supongo que si se popularizan estos cubesats de espacio profundo, veremos reflectarrays muy a menudo por la ventaja que da el poder plegarlos facilmente.

Jaime Johan Ibarguen ValdesJaime Johan Ibarguen Valdes

Grogman , gracias por el dato , en especial ese tipo de antena me llamo mucho la atención, se asemeja una antena patch , no había econtrado como se llamaba , gracias !!

RafaelRafael

Gracias por el artículo Daniel. Es muy interesante.
No me enteré de que los 2 satélites no entrarían en órbita de Marte. Entre lo del helicóptero y los dos satélites de prueba, parece que la NASA está entrando en una fase de riesgos controlados, de bajo presupuesto, que enriquecerá la técnica relativa al espacio.
Espero que encuentren pronto, los satélites, una misión adicional.
Espero que el nuevo hábito de hacer una foto de la tierra desde el espacio, sea el inicio también de nuevas ideas de qué hacer con los experimentos – proyectos que enviamos al espacio. Jugar con los instrumentos tiene un riesgo, pero el juego nos lleva a aprendizaje también. Detrás de la irracionalidad de estos experimentos podemos descubrir una perspectiva no vista anteriormente, descubrir algo inesperado, como cuando apuntamos el Hubble a un lugar donde no había nada y descubrimos galaxias lejanas, o el ‘pale blue dot’ ocurrido por Carl Sagan. Supongo que existe la filosofía de la ejecución de la secuencia de operaciones, sin dar lugar a la ruptura de la secuencia, como medida para minimizar riesgos, que supongo que ya de por sí son demasiado altos.

fisivifisivi

¡Que tierna la parejita de EVA y WALL-E!
También es casualidad que en la película el robot WALL-E usara un extintor para impulsarse en el vacío.
Podían haberles llamado Marco y Amedio, y reservar el nombre de WALL-E para un satélite chatarrero que retire la basura espacial.

Bromas aparte, es una entrada muy interesante.
Yo también creo que tienen mucho futuro las naves miniaturizadas.

GuaperasGuaperas

Una pregunta offtopic.
La nave new horizons, viaja a mucha velocidad y no esta afectada por la gravedad

Se ha desplazado al futuro?

Lo digo por el tema de la relatividad

A ver si alguien lo puede explicar.

Y tambien:
Imaginemos una nave a 3/4 partes de C DAndo vueltas alrededor de la tierra, y hablando en tiempo real con la tierra por radio. Se podria hacer(.
Gracias.

Hilario GómezHilario Gómez

Para que se note la dilatación temporal una nave tiene que desplazarse a velocidades relativistas. A 16 km/sg es inapreciable (son necesarios relojes atómicos para percibir el efecto) pero a 190.000 km/s ya se va notando y a 299.000 se nota mas.

En cuanto a la segunda pregunta, claro que se podría en teoría. Pero si quieres que los astronautas comenten cómo van sus relojes, mejor acelerar al 99,99%… Aunque el aumento de la masa de un cuerpo en órbita a esa velocidad daría algún que otro problemilla…

PelauPelau

Uno de los problemillas es que, a esa velocidad, la órbita de la nave alrededor de la Tierra sería… subterránea 🙂

JulioSpxJulioSpx

Suponiendo que se pudiera dar esa velocidad a una nave, mucho antes de alcanzarla se escaparia de la Tierra, el Sistema Solar, la Via Lactea..

PelauPelau

Vale, pero eso SÓLO suponiendo que:

1) Hilario NO sabe que al 99,99% de c es “un tanto” difícil que la nave mantenga contacto con Tierra en tiempo real. Pero yo sé que él sí lo sabe 🙂

2) Yo NO sé que dar vueltas alrededor de la Tierra es “un tanto” difícil para cualquier cosa moviéndose más rápido que 11,2 km/s. Pero sí lo sé, y apuesto a que VorteX entendió lo de “órbita subterránea”
😉

Hilario GómezHilario Gómez

A ver, no les deis tantas vueltas, que es bien sencillo: para evitar complicaciones, reducís la velocidad de la luz a 10 km/s y listo.

Total, es lo que hacen en “El fin de la muerte” para poder orbitar “tranquilamente” un planeta… Menudo flipe tiene el escritor chino este, el Liu Cixin.

EmilioEmilio

Cuál seria la masa relativa de la nave moviéndose a esa velocidad? Cómo conseguiria la nave una trayectoria circular para mantener dicha órbita …? Cual sería su fuente de energía…a que distancia del cuerpo celeste, mantendría dicha nave su órbita a esa velocidad…?

VorteXVorteX

Tampoco viaja tan rapido como para que se pueda apreciar, de hecho, hasta tu lo haces cuando viajas en coche pero es imperceptible o incluso los astronautas en la ISS

A 3/4 de C no puedes orbitar la Tierra, cada orbita tiene su velocidad y esa velocidad es impensable y muy elevada

Hilario GómezHilario Gómez

“En teoría” sí se puede: montas alrededor de la Tierra unos cuantos anillos aceleradores, metes dentro a la cápsula y la aceleras… Como un acelerador de partículas pero a lo bestia 😉

Es lo que hacen en “El fin de la muerte” (la última novela de la trilogía “El problema de los tres cuerpos” de Liu Cixin) pero no alrededor de la Tierra sino del sol: un gigantesto acelerador de partículas formado por anillos aceleradores separados por 1,5 millones de km.

Puestos a fantasear, imaginaros los efectos de un anillo de ese tipo alrededor de la Tierra: masa, radiación, etc… Creo que me ha sentado mal la cena ¡Jajajajaaaaaa!!

angel ruizangel ruiz

Muchas geacias Daniel por tu artuculo…..
Porque tienen que tener tan poca memoria los microsatelites???

Hilario GómezHilario Gómez

¿Hoy tenemos concurso de preguntas de estudiantes de 1° de Primaria o qué?

PelauPelau

Pues la pregunta tiene miga, la verdad. Ya sé que sería mala idea usar memoria normal disponible en el mercado (una microSD de 128 GB o similar, por decir algo). Los rigores del espacio y todo eso…

Pero, ¿128 kilo bytes? Ridículo. ¿Cómo hicieron para meter Windows 10? 🙂

Hilario GómezHilario Gómez

Mi primer ordenador (un Spectrum Plus) solo tenía 64 kilobytes de RAM y sus buenas cosas hacía en BASIC: juegos, aplicaciones… Luego salió el Spectrum 128k, con 128KB de RAM y hacía maravillas.

En los 80 y 90 del siglo XX le sacábamos mucho partido a los sistemas de la época, niños.

U-95U-95

El computador de los Apolo tenía solamente 4Kb y ya sabemos para que dio. El caso es que para lo que realizan satélites, sondas, etc. ordenadores tan modestos dan de sobra y sobre todo se usan componentes que se saben son fiables y que se van a portar en el espacio, no mucho más potentes pero no idóneos para eso.

Hilario GómezHilario Gómez

Respuesta políticamente correcta pero no por ello cierta. Por supuesto que hay preguntas mal hechas.

AlxoAlxo

Mal redactada puede ser, pero si alguien hace una pregunta sincera porque hay algo que no entiende, no habría que reprimirle por ello. FJVA le han contestado sin mayor problema. Si a uno no le apetece responder, es normal y comprensible, pero tampoco hay que depreciar al que formuló la pregunta, no sabemos si lo hizo de buena fe o no.

PelauPelau

Fíjate la diferencia, Alxo:

1) FJVA respondió a esta pregunta: ¿Por qué tienen tan poca memoria?

Interesante pregunta… que evidencia un grado de ignorancia informática importante, lo cual no es ningún delito, nadie nació sabiendo, adelante, pregunten.

2) Hilario, yo, nuevamente Hilario, y U-95 respondimos a esta otra pregunta: ¿Por qué tienen que tener tan poca memoria?

Interesante pregunta… que a diferencia de la primera evidencia un grado de… ¿cómo decirlo?… en fin, que a ésta ya da para tomarla a guasa porque parece broma (como una de más abajo, que le sobra “La primera foto real de la Tierra”). Y no obstante, obtuvo respuestas “guaso modo” serias. ¿Tenía o no tenía “miga” la pregunta, la verdad? 🙂

Saludos.

FJVAFJVA

Seguramente la electrónica de proceso que llevan no es un ordenador sino un microcontrolador. Si la única misión que tienen es la de retransmitir datos prácticamente en tiempo real y a una velocidad mas bien lenta (pocos bauds), no necesitan ni mucha velocidad de proceso ni de memoria. Ten en cuenta que la mayor parte de la potencia y memoria que usan los sistemas multimedia a los que estamos acostumbrados ( teléfonos, tablets, ordenadores, etc.) es para la interación con el usuario, sobre todo tratamiento de imágenes. Estos minisatélites no tienen nada de eso. Incluso pueden enviar la imagen de las cámaras que llevan en tiempo real, sin tener que almacenarlas en la memoria.

JavierJavier

Hola, creo que la respuesta viene por el lado de la confiabilidad y la energía disponible.
Si bien no sé que componentes tiene ese pequeño satélite para mí que utiliza un micro controlador y no un procesador.
Estos son mas confiables y su consumo es mucho menor. Se programan en lenguajes de programación de bajo nivel que da un código mucho mas eficiente.
Para eso no es necesario mas que unos pocos Kbites de memoria para almacenar el programa y aún menores cantidades de memoria RAM para ejecutarlo.
Por otro lado tenemos el consumo, estos microcontroladores trabajan a velocidades de pocos Mega Hertz lo que hace un consumo mucho menor, hablamos de unos pocos mili amperios. Algo totalmente necesario cuando solo dispones de pocos watts para hacer todo el trabajo.
Si quieres más información sobre estos microcontroladores puedes ver la hoja de datos de, por ejemplo, el PIC16F877.
Espero que te haya servido la respuesta.

Jose ManuelJose Manuel

De nuevo el mio es el comentario antipatico. Pero hay que decir que el lanzamiento de este microsatelite fue el 5 de Mayo y no el 5 de Marzo como se dice en este blog.

MarioMario

Porqué no hizo una foto a la tierra de mucho mas cerca .La primera foto real de la Tierra.

Hilario GómezHilario Gómez

Además, el guardia de tráfico estelar no le dejaba hacer fotos de cerca para no despertar a los avechuchos.

PelauPelau

Hombre, tomando la foto desde el ángulo correcto, los elefantes, la tortuga y Atlas quedarían púdicamente tapados por el disco de la Tierra. ¡Ni siquiera se notaría que es plana! En cuanto al agujero en el polo Norte, son nubes tormentosas y listo, ni falta que hace Photoshop.

U-95U-95

Si solamente se pudiera conseguir pronto comprimir una Voyager/Cassini/etc. en algo tan pequeño que un cohete tipo Delta IV/Falcon Heavy/etc. le permitiera llegar a su destino sin necesidad de (tantos) sobrevuelos cómo pasa hoy. Lo único es que algo tan pequeño necesitaría unas antenas de tamaño considerable para capturar la señal, sobre todo en el Sistema Solar exterior y sospecho que hay limitaciones físicas para los sensores, aunque desarrollar CCDs o equivalentes que no tuvieran problemas de ruido debería acabar con algunos de ellos -otros no se me ocurre cómo, un objetivo de mayor diámetro que otro siempre captará más luz y tendrá más resolución-.

Carlos TCarlos T

La verdad es que me parece emocionante y maravilloso el uso de cubesat para la exploración espacial. De momento ya se ha batido el primer record para estos pequeños, la foto tomada a mas distancia. Si siguen con vida en Marte y transmiten se apuntaran un tanto muy grande. Y no digamos nada si se pueden seguir usando después.
Y con solo 4 W de potencia de RF es muy poco, pero es que no cabe un amplificador mas grande teniendo en cuenta que los paneles solares solo producen 35 W. A esa distancia la atenuación es de mas 250 dB así que es un gran reto recibirlos.
¡Menudo DX si alguien consigue por medios amateur recibirlos!

JavierJavier

Totalmente de acuerdo, quizás un logro comparable a las Voyager que aún transmiten su telemetría desde fuera del sistema solar.

TxemaryTxemary

Enamorado de Wally y Eva como no podía ser de otra forma. ¿los habrá fabricado también Apple? XD

miguelmiguel

El ordenador de abordo es fabricado para la ocasion o se trata de equipos estandarizados?, vuelvo a lacarga con la fabricacion en serie, se podria hacer un diseño estandar y usarse en todas las misiones…

Gracias Daniel por tu trabajo.

Mitch BugattiMitch Bugatti

Me pregunto a que distancia viajan entre sí los dos cubeSats e Insight. Todavía no deben estar muy alejados, no?

exforococheroexforocochero

“Los MarCO tienen una memoria flash de 128 kB y una memoria RAM de solo 8 kB”

¿En serio? Suena muy años 70. Ya tiene que ser robusto el sistema…

JavierJavier

ATMEGA4809 20MHz and with up to 48 KB Flash, 6 KB SRAM and 256 bytes of EEPROM….
año 2018.
Microcontroladores no son microprocesadores… son dos cosas distintas.

PelauPelau

¿El sistema tiene que ser robusto?
Sí, el espacio es un entorno harto hostil.

¿Por qué tiene tan poca memoria?

1) Porque no necesita más. Porque la que tiene alcanza para realizar su misión, la cual es harto específica. Porque no es, y ni por asomo necesita ser, un sistema de propósito general como un PC o un smartphone.

2) Por la misma razón que una cámara IP inalámbrica para vigilar al bebé en su cuna NO necesita incorporar 4 terabytes de RAM ni un Dodeca-Core i9 Extreme.

3) Porque matar moscas a cañonazos no es el más efectivo de los métodos, ni el más práctico, ni el más económico, ni el más energéticamente eficiente https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_embebido

4) Porque la igualdad “NASA + satélite = HAL 9000” se cumple sólo en Hollywood 🙂

Esperemos que el tema haya quedado zanjado de una buena vez…

C:>SaluDOS_

Gabriel.Gabriel.

Un enjambre de minisatelites gemelos (o casi) estudiando decenas de cuerpos celestes….suena bien, verdad?

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