Misión a Marte 2024
He dejado el mejor (y más intenso) problema matemático para el final. El próximo gran salto de la humanidad es aterrizar en Marte. ¿Tienes curiosidad por saber cómo ir y volver? El siguiente problema está sacado de esta página web.
Obviamente, una trayectoria real a Marte debe ser calculada con extrema precisión, pero para nuestros propósitos podemos hacer algunas simplificaciones. Supongamos que las órbitas de la Tierra y de Marte son perfectamente circulares y están en el mismo plano, con el Sol justo en el centro de ambas. La distancia de la Tierra al Sol es de 149.598.000 km, que definiremos como 1 UA. La distancia de Marte es de 1,524 UA, así que vamos a definir estas variables
A primera vista, se podría pensar que tiene sentido lanzar para Marte cuando la Tierra y Marte están en su máxima aproximación, pero eso no funcionará por varias razones. Tanto la Tierra como Marte se mueven lateralmente a diferentes velocidades mientras giran alrededor del Sol, y la gravedad del Sol curvará cualquier trayectoria interplanetaria.
Para llegar a Marte, necesitamos una trayectoria que intersecte a Marte mientras se mueve a través de su órbita y que coincida con su velocidad orbital alrededor del Sol. Una órbita de transferencia de Hohmann, según el siguiente diagrama, sería una trayectoria adecuada
Ventanas de transferencia de Marte
En un artículo de opinión del 8 de noviembre de 2021, titulado “¿Cuándo pondremos por fin los pies en Marte?”, argumentábamos que la NASA debía proporcionar una mayor claridad y definición sobre cómo la humanidad volverá a la Luna a mediados de la década de 2020 y luego irá a Marte a mediados de la década de 2030. Desde entonces, el administrador de la NASA, Bill Nelson, ha articulado el calendario revisado de la NASA para volver a la Luna, ahora no antes de 2025. Ahora pedimos a la NASA y a sus socios que aclaren también el calendario de las primeras misiones humanas a Marte.
Las dos opciones que se están considerando son una misión de larga duración (o clase de conjunción), con aproximadamente un año y medio en la superficie marciana, durante el cual los astronautas pueden realizar una considerable labor científica y de preparación para futuras misiones; y una misión de corta duración (o clase de oposición), que permite que el tiempo total que los astronautas estarán fuera de la Tierra sea significativamente menor, pero que sólo permite unos 30 días en la superficie. Las misiones de corta duración durarán casi dos años en total, mientras que las de larga duración durarán entre dos años y medio y tres años. Una de las justificaciones de la opción de la trayectoria de las misiones de corta duración (clase de oposición) es la seguridad de la tripulación.
Futura misión a Marte
Un ciclador de Marte (o ciclador Tierra-Marte) es un tipo de trayectoria de nave espacial que se encuentra regularmente con la Tierra y Marte. El término ciclador de Marte también puede referirse a una nave espacial con una trayectoria de ciclador de Marte. El ciclador Aldrin es un ejemplo de ciclador de Marte.
Los cicladores son potencialmente útiles para transportar personas o materiales entre esos cuerpos utilizando un mínimo de propulsor (confiando en los sobrevuelos asistidos por la gravedad para la mayoría de los cambios de trayectoria) y pueden llevar un pesado blindaje contra la radiación para proteger a las personas en tránsito de los rayos cósmicos y las tormentas solares.
Un ciclador es una trayectoria que se encuentra con dos o más cuerpos regularmente. Una vez que se establece la órbita, no se requiere propulsión para trasladarse entre ambos, aunque pueden ser necesarias algunas correcciones menores debido a pequeñas perturbaciones en la órbita. En 1969, Walter M. Hollister examinó el caso de un ciclador Tierra-Venus[1], sin pensar en ninguna misión en particular, pero planteando su uso tanto para la comunicación regular entre dos planetas como para misiones de sobrevuelo multiplanetarias[2].
Viaje a Marte
CruceroLa fase de crucero comienza tras la separación de la nave del cohete, poco después del lanzamiento. La nave espacial parte de la Tierra a una velocidad de unas 24.600 mph (unos 39.600 kph). El viaje a Marte durará unos siete meses y unos 480 millones de kilómetros. Durante ese viaje, los ingenieros tienen varias oportunidades de ajustar la trayectoria de vuelo de la nave, para asegurarse de que su velocidad y dirección son las mejores para llegar al cráter Jezero de Marte. El primer ajuste de la trayectoria de vuelo de la nave se produce unos 15 días después del lanzamiento.
La misión está programada para lanzarse cuando la Tierra y Marte están en buena posición relativa para aterrizar en Marte. Es decir, se necesita menos energía para viajar a Marte en ese momento, en comparación con otros momentos en los que la Tierra y Marte están en posiciones diferentes en sus órbitas. Como la Tierra y Marte orbitan alrededor del Sol a diferentes velocidades y distancias, una vez cada 26 meses aproximadamente, se alinean de manera que permiten el viaje más eficiente en cuanto a energía a Marte.
Ruta de Perseverance a MarteIlustración de la ruta que sigue la nave espacial Mars 2020/Perseverance para llegar a Marte.Ruta de Perseverance a Marte: Una ilustración de la ruta que sigue la nave espacial Mars 2020/Perseverance para llegar a Marte. Imagen completa y leyenda ‘