Sonda InSight: crónica de una muerte anunciada

Por Daniel Marín, el 26 mayo, 2022. Categoría(s): Astronáutica • Marte • NASA ✎ 63

Se veía venir, pero hace unas semanas la NASA ha confirmado las previsiones sobre la misión de la sonda marciana InSight. La nave se muere poco a poco por culpa de la decreciente cantidad de energía generada por sus paneles solares, cada vez cubiertos con más polvo marciano. A finales de este verano la sonda ya no podrá continuar con sus operaciones científicas y en algún momento a finales de año dejará de funcionar para siempre. InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) es la primera misión destinada a averiguar cómo es el interior de un planeta rocoso diferente de la Tierra. Hasta la fecha, InSight ha detectado más de 1300 terremotos marcianos —«aremotos»—, incluyendo uno de magnitud 5 que tuvo lugar el 4 de mayo, el más fuerte registrado en otro planeta (el anterior récord fue un aremoto de magnitud 4,2 detectado por InSight el 25 de agosto de 2021). Y todo ello gracias a su instrumento principal, el sismómetro francés SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure).

El último selfie de InSight, tomado el 24 de abril de 2022 (sol 1211). Se aprecia el polvo sobre los paneles (NASA/JPL-Caltech).

Precisamente, InSight fue lanzada el 5 de mayo de 2018, dos años más tarde de lo previsto, por culpa de los problemas surgidos con SEIS, que durante las pruebas no pudo garantizar su estanqueidad al vacío como debía. El 26 de noviembre de 2018 la sonda aterrizaba en Elysium Planitia, un sitio elegido por sus características geológicas y la ausencia de rocas o cráteres de gran tamaño. Los dos paneles solares UltraFlex de 2,15 metros de diámetro cada uno, fabricados por Northrop Grumman, originalmente eran capaces de generar de 600 a 700 vatios de potencia (1800 vatios en la Tierra) en un día despejado y de 200 a 300 vatios con mucho polvo en la atmósfera. Sin embargo, la degradación natural de los paneles y, sobre todo, la incesante acumulación de polvo, han provocado que la producción de energía disminuya hasta niveles críticos. En estos momentos los paneles apenas generan 500 vatios-hora en cada sol (día marciano).

InSight antes del lanzamiento (NASA/JPL-Caltech).
Pruebas del despliegue de paneles solares (NASA).
Pruebas del despliegue de paneles solares (NASA).
Partes del lander (NASA).
Partes del lander (NASA).
Algunos ejemplos de misiones con paneles UltraFlex (Northrop Grumman).
Energía generada por los paneles al principio de la misión y ahora (NASA).

El equipo de InSight ha intentado demorar lo inevitable ensayando distintas técnicas para reducir la acumulación de polvo sobre los paneles. La más llamativa se probó el 22 de mayo de 2021 y consistió en echar regolito sobre los paneles mediante la pala excavadora del brazo robot. Aunque pueda parecer contraintuitivo, la idea es que las partículas más grandes del regolito capturen el polvo al ser empujadas por el viento, limpiando ligeramente los paneles en el proceso. A pesar del retraso en el lanzamiento, que provocó que la misión casi terminase costando lo mismo que una de tipo New Frontiers a pesar de ser de tipo Discovery, InSight ha cumplido su misión primaria: determinar a grandes rasgos cómo es el interior de Marte. Y lo ha hecho con el fallo del segundo instrumento principal de la misión, el calorímetro alemán HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package), destinado a medir el flujo de calor que emite Marte con una precisión de 5 milivatios por metro cuadrado. Aunque el equipo de la misión lo intentó de todas las maneras posibles, la sonda de HP3 fue incapaz de enterrarse en el suelo entre 3 y 5 metros como estaba previsto y se quedó varada en la superficie. No deja de ser irónico que los encargados de la misión eligieran Elysium en parte por su suelo polvoriento —y, por tanto, fácil de perforar—, cuando en realidad ha terminado por ser mucho más duro de lo esperado.

Selfie del 6 de diciembre de 2018 (NASA/JPL-Caltech).
Imagen de uno de los paneles tomada el 24 de abril de 2022 (NASA/JPL-Caltech).

Pero incluso sin los datos de calibración de HP3, ahora sabemos que el núcleo de Marte tiene un radio de 1830 kilómetros (±40 km) —es decir, ocupa casi la mitad del diámetro del planeta— y que el espesor de la corteza del planeta rojo es de 20 a 35 kilómetros (al menos en la zona de aterrizaje de InSight). Como en la Tierra, el espesor de las distintas capas ha sido determinado gracias a la variación en la propagación de los diferentes tipos de ondas sísmicas creadas por impactos de asteroides y temblores originados en fallas tectónicas. El tamaño del núcleo marciano ha sido una sorpresa, pues es más grande de lo que predecía la mayoría de los modelos teóricos. Al mismo tiempo, su densidad media es más baja (6 toneladas por metro cúbico), por lo que debe contener importantes cantidades elementos menos densos que el hierro y el níquel (en su mayor parte azufre, probablemente). El hecho de que el núcleo esté en estado líquido también ha sido una cierta sorpresa, pues algunos modelos invocaban un núcleo sólido y más frío acorde con la poca actividad geológica de las capas más externas. De todas formas, todavía no sabemos si todo el núcleo está en estado líquido o existe algún núcleo interno sólido como en la Tierra. Tampoco se conoce si la corteza está dividida en dos o más capas (parece haber una segunda capa por debajo de los 10 kilómetros). A diferencia de la Tierra, parece que el manto solo está formado por una capa.

Espectrograma de un terremoto marciano de magnitud 5 (NASA).
Amanecer en Marte visto por InSight el 10 de abril de 2022 (NASA/JPL-Caltech).

Pese a todo, la vida útil de InSight podría prolongarse ligeramente si en los próximos meses tiene la suerte de que un dust devil limpie los paneles como pasó con los rovers Spirit y Opportunity. Aunque estos sucesos de limpieza por parte de los remolinos marcianos son mucho menos frecuentes en Elysium, la esperanza es lo último que se pierde. Si los paneles se liberasen del 25% del polvo, la sonda doblaría su producción energética. Pero, a estas alturas, un suceso de este tipo sería altamente improbable. Y, de paso, mientras InSight vive sus últimos días en Marte, podemos aprovechar para despedirnos del instrumento TWINS, una de las tres estaciones meterológicas españolas que están en Marte.



63 Comentarios

        1. Comentaristas, a ver si os aclaramos….
          Vatio(w) es una unidad de potencia e indica la energía por unidad de tiempo( J/s).
          Los paneles solares generan electricidad medida en w, y los wh son medida de energía.
          Los 500 wh que dice el artículo es la energía generada por el panel en un día marciano,está bien puesto en el artículo y nos indica que el polvo bajó la potencia de los paneles hasta unos 50 w.

  1. contra la acumulación polvo que se adhiere
    ¿que soluciones se pueden dar a futuro para otras misiones que dependan de paneles solares?
    – inclinar los paneles solares para maximizar la captación de luz solar
    – revestimiento especial anti-polvo en los paneles
    – sacudidas (vibración)
    – sistemas electro-estáticos o “algo así”
    – cargar con un taque de agua o aire a presión
    – que el brazo boicot limpie con una escobilla o un ventilador
    ¿o que mas?

    .. o buscar otra fuente de generación de energía: nuclear, eólica, ..
    el caso es que esto del polvo lunar o marciano acorta la duración de las misiones, como la de Insight.

      1. Y no sería lo mejor que el sistema disponga una gamuza que los limpie pasivamente con el movimiento de apertura y cierre (repetido si es preciso) ? .?. ?

        O paneles con sistema rodillo , aunque estos pesarían más al llevar más superficie de panel oculta.

    1. en el anterior articulo, sugerí que así como los primeros rovers como Spirit…en el momento del despliegue podían «desplegar» sus paneles de forma vertical (estaban cerrados-tapados de forma horizontal…pasaba por la vertical, y luego pasaban a horizontal mirando al sol). aunque en spirit ese movimiento es solo «de ida».

      https://www.youtube.com/watch?v=lZ9rlYJtP7g
      (ver en el minuto 4:15)

      pues lo mismo aquí, colocar motores eléctricos a cada panel, inclinarlos hasta la vertical, «sacudirlos», y luego volver a la horizontal (o apagar el motor y que bajen solos como spirit)

      los motores eléctricos son un peso extra, y son (como cualquier aparato) a trabarse (mas con los años y el polvo)…pero al menos duraran mas la misión.

    2. 24/09/2012

      Españoles inventan un limpiaparabrisas apto para Marte

      Investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid han desarrollado un limpiaparabrisas apto para mantener libres de polvo cámaras y paneles solares en vehículos desplegados en Marte. El actuador, una especie de cepillo compuesto por fibras de teflón movidas mediante materiales con memoria de forma, se diseñó para la limpieza de los sensores ultravioleta de la misión Curiosity de la agencia espacial norteamericana, aunque finalmente no ha llegado a volar en el ‘rover’ marciano, […]

      https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-espanoles-inventan-limpiaparabrisas-apto-marte-20120924183503.html

    3. El problema es que el polvo se pega por electricidad estatica asi que por mucho que inclunes lo paneles no se caera.

      igual quel el soplar o demas.

      la unica solucion seria algo que permitiese quitar la electricidad estatica y luego ya podrias inclinar el panel o soplar

      ese es el verdadero problema del polvo en marte, la carga electrica estatica.

    4. Yo creo que no deberia ser tan complicado implementar un pequeño deposito para comprimir el aire de marte y arrojarlo desde el centro del panel solar a presión mientras gira en plan tapon de la olla a presion… es un poco rudimentario pero podria ser una manera y con que lo hicieran 1 vez a la semana seria suficiente. ¿Que pensais?

      1. Pienso que los que han hecho la sonda no son gilipollas.
        Qué ya habrán pensado en mil formas de hacerlo y saben las razones por las que no lo han hecho.

        Y si al final decidieron no hacerlo, será por algo.

        Prefiero no definir el que creas que tu en 2 minutos pensando tras leer un artículo vas a solucionar algo que gente que ha dedicado su vida a estudiarlo no lo ha hecho.

        1. “el poder de lo simple”
          ¿en serio no seria una solución simple y posible un brazo robot y una escobilla?
          ¿se requiere muchas neuronas para eso?

          …y sin embargo hubiera preferido no encontrar una solución al polvo adherido a los paneles solares de la sonda Insight, pero que esos “gilipollas” hubiera diseñado un mejor HP3,
          yo que no soy científico y me dio mala espina ver que el perforador marciano era completamente liso.

        2. “el poder de lo simple”
          ¿en serio no seria una solución simple y posible un brazo robot y una escobilla?
          ¿se requiere muchas neuronas para eso?

          …y sin embargo hubiera preferido no encontrar una solución al polvo adherido a los paneles solares de la sonda Insight, pero que esos “NO gilipollas” hubiera diseñado un mejor HP3,
          yo que no soy científico y me dio mala espina ver que el perforador marciano era completamente liso.

    5. Incluir un pincel como parte de las herramientas de los brazos, eso si, de alta tecnologia, que cueste 5 millones de dolares, con fibras antiestaticas.

  2. sobre los objetivos de la misión INSIGHT:
    es un éxito a medias, o un fracaso a medias, es lo mismo
    los dos instrumentos principales eran: HP3 y SEIS, y ambos se interrelacionaban entre sí,
    uno no funciono por mal diseño (“el topo”), y solo quedo el sismometro mas los instrumentos secundarios,
    aun así los datos recopilados han sido muy valiosos como que
    determinar que núcleo de Marte tiene un radio de 1830 kilómetros (±50 km).

  3. Lo mismo pienso yo que se podría haber integrado un panel solar motorizado para girarlo 180 grados y hacer que una parte del polvo caiga o con un sistema de vibración pero me parece que a ser una misión del programa discovery es mucho pedí 😕

  4. A seguir mandando sondas a Marte, hasta que la tecnología esté madura y poder enviar expediciones humanas bien dotadas.
    Quizás en unos 100 o 200 años (si es que no nos destruimos)

  5. perdón por el cambio de tema…

    volvió la starliner… llego algo «doradita», pero bien, y en buen estado.

    pusieron un dron a volar cerca de la starliner, mola.

  6. Lo de la arena en los paneles está claro que es un método de obsolescencia programada para que una misión no se alargue más de lo presupuestado.

    1. aquí en la Tierra la obsolescencia programada hace parte del mercado de consumo (oferta y demanda = $)
      pero dudo mucho que en estas misiones al espacio profundo se diseñe programando la obsolescencia,
      diría que es al contrario, la idea es que duren lo mas que se puedan,
      la “obsolescencia programada” en este caso es que una vez se lanza una misión al espacio,
      la próxima misión se diseña con otra tecnología mas avanzada, la del momento.

      1. Te lo iba a comprar cambiando el término por obsolescencia calculada pero en esa sonda, como en la Tierra (parezco un cura) no se ha hecho todo lo posible para que durase más ante un problema conocido.
        La obsolescencia en la Tierra no siempre es programada, como esos tóner que dicen que son para x copias y no le pidas ni una más aunque no esté vacío.

        1. saliendome un poco del tema del blog, sobre lo de la obsolescencia programada:
          tengo la experiencia con un motortool que compre nuevo,
          un día empezó a funcionar mal y después no funciono mas,
          lo destape para ver si se podía arreglar y me di cuenta que la pieza principal, el engranaje de mayor tamaño estaba hecho como en una especia de plástico bien duro y de fabricación estaba fundido al eje y a la estructura circundante, llame a soporte técnico, la respuesta sencilla, no se podía arreglar
          en otras palabras no había forma de cambiarlo y ensamblarlo nuevamente, ni si quiera sin dañar otras cosas, entonces exprese mi molestia con un a pregunta
          ¿no pudieron hacer el engranaje de metal, mas duradero y resistente, por que de plástico?
          para finalizar tengo una licuadora que tiene 30 años, y funciona como si nada no es broma, las de ahora se parten de solo mirarlas, están hechas las cosas para no durar

          1. Los hombres han aprendido a imitar a la naturaleza pero para beneficio del individuo y no de la especie. Véase apoptosis.

  7. Solo por el gran descubrimiento del inesperado tamaño y el estado líquido del núcleo, esta sonda ha sido un éxito que merece repetirse. Eso sí, con un buen sistema de limpieza de los paneles y un perforador diseñado aprendiendo de los errores de este.
    Supongo que tres sondas como esta formando un triángulo de más de, por ejemplo, 1000 km de lado, funcionando simultáneamente, darían una imagen muy precisa del interior de Marte.

    1. Personalmente me sorprendió que una única sonda fuera capaz de caracterizar el interior de Marte. Siempre había entendido que se necesitaban varias estaciones para ello. Saludos.

      1. si se pudiera colocar paralelamente un sismometro al otro lado del planeta seria pero mucho mejor,
        y si hubiera funcionado el HP3 (temperatura), como debería haber funcionado, ni que decir,
        se hubiera potenciado aun mas esta sonda, no fue asi, pero aun así “se le exprimió el jugo” al SEIS.

  8. La verdad es que a estas alturas y con la cantidad de años que llevamos trabajando roboticamente en Marte, sorprende saber que estamos esperando un remolino de viento para poder continuar una misión, o que han intentado limpiar los carisimos paneles solares con arrena. ¿Tan difícil. Es instalar una suerte de limpia parabrisas, una escobilla que pueda barrer el polvo llegado este caso? ¿ Es muy difícil hacer que se giren los paneles y hacer que se sacudan el polvo de encima? También se me ocurre liberar una membrana de plástico como hacer los pilotos de motociclismo, pero creo que las agencias espaciales tienen a tipos mucho más listo que yo y todo tiene una explicación, seguro que en la próxima misión no ocurre.

  9. Un pequeño compresor con un tubito en el brazo robot y que vaya soplándolos cada cierto tiempo… Sé que la atmósfera es muy tenue, pero seguro que se podría comprimir ese aire hasta conseguir una presión buena para hacerlo. Peso añadido, lo sé, pero es una pena que misiones así acaben por estas cosas

  10. Es una lástima. No sé porque en la NASA no pueden meter algo cómo paneles solares que pudieran rotar 180 grados para que el polvo se desprendiera, quizás con otros en el lado opuesto para no quedarse sin energía mientras tanto.

    Dudo que el coste de la misión se fuera a disparar por algo así.

  11. Me pregunto una cosa, quizás es una chorrada pero, no podrían poner un sistema de expulsión de aire a compresión sobre la superficie de dichos paneles para irlos limpiando cada X tiempo? sería muy complejo?

    1. En mi opinión un motor que incline los paneles es una solución más sencilla, sobretodo teniendo en cuenta que ya hay un motor que se encarga de poner esos paneles en su sitio tras el aterrizaje. Saludos.

  12. Siento cierta frustración, por este experimento tan interesante y que haya durado tan poco. Lo mejor de todo para mí, es que yo pensaba que Marte estaba muerto en el ámbito geológico, y contento estoy de estar tan equivocado con los datos extraídos y ese terremoto de magnitud 5.

    Creo que por algún motivo, han querido enterrar esta misión cuanto antes. Lo del taladro, siendo alemanes, me parece un delito. Y sobre todo, una pena.

    Y es difícil olvidar que la estación meteorológica está diseñada por mentes de España. Lo cuál me llena de orgullo patrio.

    En fin … ojalá que por la mayor de las casualidades pase un ‘remolino del mal’ por encima de los paneles solares y logre curarlos.

    1. Estoy de acuerdo, si ya saben que no va a pasar del verano, le pegas unos buenos golpes con el brazo y si lo rompes pues no pasaría nada, y si funciona se ganan unos meses de ciencia. Supongo que el brazo tiene capados ciertos movimientos para no dañar la sonda por error, pero seguro que no hay nada que no se pueda reescribir con nuevos comandos

      No se porque, sospecho que ya no les interesa esta sonda, supongo que tenerla activa es un coste que se quieren quitar para poder dedicar a otro asunto.

      1. La gracia es que, teniendo un brazo robot móvil POR ENCIMA DE LOS PANELES, a nadie le diese por acoplarle a una articulación un simple cepillo fijo y darle un repasito a los paneles de vez en cuando.

        Que mira que es simple. Un cepillo de cerdas largas. Y, desde luego, hay mucho menos que perder con que el panel se ralle al arrastrar el polvo abrasivo sobre él, que con que se quede cubierto de polvo.

        Un cepillo fijo al otro lado de la articulación de la pala, media vuelta a la «muñeca» y un programita sencillo de barrido.

        Eso no cuesta ni 50€ entre cepillo y tiempo de programación. Y peso añadido, ridículo, unos míseros gramos.

        1. Pienso lo mismo, en otras sondas hubiese sido mucho mas complejo, pero teniendo un brazo robot es muy tonto no haber agregado aire comprimido o un cepillo.

  13. Esperemos que la experiencia de InSight aumente el insight de la NASA para futuras misiones.

    *****

    OT:
    2ª parte de la entrevista a Elon, centrada en la torre de lanzamiento y Mechazilla:

    https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=56350.msg2372148#msg2372148

    Primeros datos sobre los Starlink v2:
    – 7 metros y ~1.250 kg (v1: 260 kg; v1.5: ~300 kg)
    – Las prestaciones crecen en casi un orden de magnitud respecto a los v1.
    – Los terminales de usuario serán compatibles con las dos versiones.

    SpX ha empezado la producción de satélites v2. El primer satélite Starlink v2 ya está en Starbase. Para poder desplegar los satélites v2 en grandes cantidades se necesita que la Starship esté disponible el próximo año.

    – Una cita de Elon acerca de los logros de la empresa:

    «At SpaceX, we specialize in converting impossible to late»

    «En SpaceX, nos especializamos en convertir lo imposible en tardío»

  14. Una idea más de cómo limpiar el polvo:

    Estos paneles parecen como un disco de música gigante! Con cuatro trucos podrían girar sobre su eje?
    Así con la ‘fuerza’ centrífuga el polvo iría hacia los extremos, como en un tiovivo 😉

    Y acoplado al eje situar un molino de viento, o un motorcito.
    Que retorciera una goma elástica o un muelle, junto con trucos de temperatura, pasito a pasito.
    Pero si la ‘batería’ de energía del muelle retorcido se rompe con el Sol o el frio el muelle…
    Entonces acumular energía con una ‘batería’ de gravedad, con piedras o arena.

  15. No sería posible que estuviera protegido por algún tipo de cristal para evitar la adhesión de polvo por la electricidad estática y que este cristal tuviera algún tipo de mecanismo para limpiar el polvo?

    Sino que arranquen la Kangoo

    1. el rover chino Zhurong tiene una capa/película espacial para reducir/mitigar esa apasiones,
      lo de mecanismos electro-estaticos, se esta investigando aun,
      sino habrá que llevar “acaros come polvo” mutantes para limpien los paneles solares.

    2. el rover chino Zhurong tiene una capa/película especial para reducir/mitigar esa adhesiones de polvo,
      lo de mecanismos electro-estáticos, se esta investigando aun,
      sino, habrá que llevar “acaros come polvo” mutantes para que limpien/coman de los paneles solares.

  16. Lo mejo de todo sería, darles unos cepillitos a los primeros humanos que pisen Marte y
    que se vayan pasando por todas las sondas y rovers para pasarlos a los paneles. Y otra
    vez todos funcionando.
    Que van a tener mínimo un mes para hacerlo, según la nasa.
    .

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