Explorando marte

Marte ha sido durante mucho tiempo una fascinación para nosotros, los habitantes de la Tierra. Ha sido un foco de nuestras ideas sobre el espacio desde al menos 1893 cuando el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli se convenció de que había descubierto canales artificiales en Marte, habiendo observado el planeta a través de su telescopio.

Más recientemente, hemos comenzado a explorar el cuarto planeta en serio. Esto se debe principalmente a la necesidad de responder a la pregunta de si hay vida en Marte.

A más largo plazo, la NASA tiene el objetivo declarado de enviar astronautas a ese país, aunque esto se mantiene lejos en el futuro.

El primer intento de visitar Marte, una sonda rusa fallida, se inició en 1960, y el Mariner 4 de la NASA logró el primer sobrevuelo del planeta rojo en 1965.

En 1971, otra misión rusa logró el primer aterrizaje en Marte, desde cuando ha habido numerosos aterrizajes exitosos.

Hasta hace poco, todas estas misiones miraban principalmente a la superficie del planeta.

Pero con la última misión de la NASA, InSight, el enfoque se ha desplazado hacia la investigación de lo que está dentro de Marte.

La misión InSight

Después de recorrer 548,000,000 km, la sonda InSight aterrizó de manera segura cerca del ecuador marciano el 26 de noviembre de 2018. Durante sus primeros dos años, InSight intentará responder preguntas fundamentales sobre cómo se formó el planeta hace 4,5 mil millones de años, y más en general, cómo otras rocas Los planetas podrían haber sido creados.

Al tomar medidas de la actividad sísmica, InSight descubrirá más sobre los secretos internos del planeta: qué hay dentro del planeta, si hay agua líquida debajo de la superficie, y cómo se formó el planeta.

Obtener este conocimiento de la geología de Marte también proporcionará información invaluable sobre cómo se formó nuestro planeta hace más de cuatro mil millones de años, porque Marte es lo suficientemente pequeño como para haber conservado más evidencia de estos procesos.

Figure 2: InSight SEIS seismometer (Credit: CNES / Martin Emmaunelle)

Uno de los tres instrumentos principales de InSight es el Experimento Sísmico para Estructura Interior (SEIS). Este es un sismómetro que medirá pequeñas vibraciones y brindará nueva información sobre la estructura del planeta (su corteza, manto y núcleo) y su actividad interna.

El 19 de diciembre de 2018, el brazo robot de InSight colocó el SEIS en la superficie marciana, que es la primera vez que una nave espacial ha desplegado robóticamente un sismómetro en otro planeta.

El dispositivo utiliza tres péndulos de titanio, uno para cada eje. Estos pueden moverse libremente dentro de una cámara de vacío protectora, que es una esfera de capacidad de tres litros. Cualquier vibración hace que los péndulos se muevan en relación con el resto del sismómetro y este desplazamiento se puede medir.

El SEIS medirá las vibraciones u ondas sísmicas causadas por los ‘Maremotos’, así como las vibraciones en la superficie causadas por las tormentas de polvo y la turbulencia atmosférica. También se espera que detecte entre cinco y 10 impactos de meteoros durante los dos años de duración de la misión.

El sismómetro es extremadamente sensible y puede detectar movimientos que son más pequeños que un átomo de hidrógeno.

Conectores confiables

Para cualquier aplicación espacial, el criterio número uno para la selección de componentes es la confiabilidad.

En la órbita de la Tierra, podría haber una segunda oportunidad para solucionar un problema. Esto fue probado en el caso del telescopio Hubble. Tras su lanzamiento en 1990, se descubrió que el espejo principal estaba defectuoso y fue reparado por una misión de servicio en 1993.

En el caso de InSight, su distancia del hogar significa que todo debe ser perfecto. Por lo tanto, los componentes pequeños pero vitales, como los conectores, deben especificarse y diseñarse cuidadosamente.

El sismómetro de InSight utiliza conectores Micro-D de la serie MDMA de C&K. La Figura 2 muestra los conectores en la parte frontal del sismómetro. Esto permitirá a SEIS enviar 38Mbits de datos al módulo de aterrizaje cada día.

Los conectores son compactos y livianos, desde solo 2.3 g para un conector de nueve pines hasta 7.3 g para la versión de 51 pines. Se pueden utilizar con tamaños de cable aislado AWG24, AWG26 y AWG28, o cables sólidos AWG25 sin aislamiento.

Los conectores tienen una capacidad nominal de hasta 3,5 A (para cable AWG24), a una tensión de trabajo de 150 Vrms. Son compatibles con otros conectores Micro-D de otros proveedores.

Estas son piezas estándar, sin necesidad de preparación especial para la misión a Marte. El mercado principal de conectores de la compañía es el espacio, por lo que todos sus conectores están diseñados para ser confiables en condiciones extremas, y están probados y certificados de manera adecuada.

En algunos casos, los clientes realizan pruebas adicionales, como la congelación criogénica, pero esto no era necesario para la misión InSight.

Los conectores de la compañía son elegidos por agencias espaciales de todo el mundo para aplicaciones exigentes en satélites, lanzadores, telescopios y otras naves espaciales.

Están calificados para las especificaciones ESA-ESCC, MIL-M24308 y GSFC-311P, incluidas las especificaciones ESCC 3401/077 (conectores) y 3401/078 (contactos de engarce removibles).

Para garantizar que funcionen de manera confiable en el espacio, la elección de los materiales utilizados para los conectores es importante.

El criterio principal en esta selección, que todos los conectores de la serie MDMA cumplen, es que no exhiben desgasificación, poca variación en la resistencia debido a la temperatura y ningún magnetismo o muy bajo. La resistencia de contacto es baja a solo 5 mΩ (a la corriente nominal).

La carcasa de los conectores es una aleación de aluminio. El acabado de la carcasa se puede elegir para que sea de níquel no electrolítico de 25,4 μm sobre una capa inferior de cobre, o de 2,54 μm de oro sobre níquel no electrolítico de 25,4 μm.

Para la misión InSight, la opción seleccionó níquel no electrolítico de 25,4 μm sobre una capa inferior de cobre.

El aislante es un polímero de cristal líquido, y los contactos macho y hembra son ambos 1,27 μm de oro sobre una capa inferior de cobre.

Los conectores se pueden especificar con una tuerca cautiva o una opción de montaje de montaje flotante, que se proporciona en acero inoxidable pasivado tipo 303.

Arnés personalizable

Si bien la confiabilidad y el cumplimiento con las especificaciones de ESCC eran requisitos importantes, otro factor en el proceso de selección fue permitir a los clientes crear su propio arnés de cables.

C&K cree que esta es una característica que no ofrece actualmente ningún otro proveedor. Ha desarrollado un sistema de contactos engarzables y extraíbles con un clip de retención, que reemplaza la cubeta de soldadura habitual o las terminaciones cableadas.

Esto le da varios beneficios clave. Una es que la longitud del arnés es flexible y se puede elegir para adaptarse exactamente a la aplicación, ahorrando un valioso peso para una misión espacial. Otra es que no es necesario usar tubo retráctil.

Además, los clientes pueden crear un arnés personalizado con su elección de tipos de cables y tamaños para cada contacto, si es necesario. Al garantizar que solo se utilizan los cables necesarios, existe una reducción de costos para el fabricante del arnés.

La misión InSight ya ha enviado imágenes, audio y video, y el sismómetro ha registrado los vientos marcianos que vibran los paneles solares de InSight.

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