Rodando la Bola en Marte

Un divertido accidente en el desierto de Mojave ha inspirado la creación de un nuevo tipo de vehículo para explorar Marte -- una pelota de playa del tamaño de un edificio de dos pisos que puede descender hasta la superficie del planeta, aterrizar en forma segura y explorar los vastos terrenos del Planeta Rojo.

17 de agosto, 2001 -- A un grupo de investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory ó JPL) se les ocurrió una idea para explorar el Planeta Rojo que parece ser tan divertida como seria a nivel científico: se trata de una pelota playera liviana, del tamaño de un edificio de dos pisos, llamada "explorador tipo ovillo" (en inglés "tumbleweed rover"). Equipada con instrumentos científicos y propulsada solamente por la ligera brisa marciana, este ovillo podría, en principio, explorar grandes extensiones del terreno planetario.

El viento que sopla sobre la superficie del Planeta Rojo sería el único motor necesario para mover una pelota como ésta de un lugar a otro, dice Jack Jones, del Programa de Vehículos de Exploración Inflables del JPL.

Arriba: ¡Éste no es el vehículo explorador de tus padres! Una gigantesca pelota inflable -- que tiene muy poca semejanza con otros vehículos más conocidos como el Sojourner -- podría algún día merodear por la superficie del Planeta Rojo. Una bola de 6 metros de diámetro en Marte podría acelerarse hasta alcanzar una velocidad de 10 m/s (22.4 mph), empujada por los vientos vespertinos marcianos de 20 m/s (44.7 mph) 

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Una carga de instrumentos a bordo tales como cámaras o un radar buscador de agua podría mantenerse en su lugar por medio de tensores en el centro de la esfera. Cuando llegara el momento de detenerse por un rato, tal vez para estudiar alguna mancha interesante o para esperar que el viento cambie de dirección, los controladores de misión podrían simplemente desinflar un poco la pelota. Luego, cuando sea hora de volver a emprender el camino, la bola podría inflarse nuevamente para rodar en busca de nuevas fronteras. 

"Este es un trabajo preliminar", advierte Jones. Pero él se mantiene entusiasta ante la posibilidad de que esta tecnología podría usarse algún día para explorar Marte y otros mundos con atmósferas tenues, como Plutón, la luna Tritón del planeta Neptuno o la luna Io del planeta Júpiter. 

Por ahora, sin embargo, el proyecto está enfocado hacia Marte. Muchas partes del terreno marciano son inclinadas o están regadas con cantos rodados, lo que las hace difíciles de transitar para la mayoría de los vehículos. Pero los investigadores se vieron alentados por los resultados de las pruebas realizadas este verano con una versión del vehículo de 1.5 metros de diámetro. Sus experimentos en el desierto de Mojave confirmaron que pelotas de 6 metros de diámetro podrían pasar por encima o rodar alrededor de rocas de un metro, y subir pendientes de hasta 25 grados o más, en el tenue pero ventoso aire marciano. 

Abajo: Hasta cierto punto, un vehículo explorador tipo "ovillo" estaría a merced del viento errático, pero tendría la capacidad de "echar el ancla" desinflándose parcialmente. 

Siga la bola saltarina

El azar y una rueda ponchada en un vehículo explorador experimental jugaron un papel importante en el surgimiento de la idea que después se convirtió en el ovillo. 

Algunas pruebas previas realizadas con prototipos del explorador, del tamaño de una pelota de playa, habían sido decepcionantes. "Se atoraban" explicó Jones. Empujadas por el viento, las pelotas de juguete dejaban de avanzar cuando se encontraban con rocas cuyas alturas no pasaban de la rodilla o de la cintura, y que son precisamente las que pueblan la superficie marciana. Al igual que los exploradores, las pelotas playeras fracasaron.

Pero, mientras se realizaban pruebas con un explorador experimental inflable en las Dunas de Dumont en el Desierto de Mojave, una de las ruedas esféricas inflables amarillentas del explorador, cuya altura llega al hombro, se zafó del vehículo y salió rodando tras reventarse.

"Recorrió un cuarto de milla así desinflada como estaba ", recuerda el técnico Tim Connors, quien rápidamente salió al rescate de la llanta fuera de control con la ayuda del chofer de un vehículo recreativo de exploración todo terreno que pasaba por ahí. Los moderados vientos vespertinos del desierto, de unas 20 millas por hora, empujaron a la bola lejos y rápidamente.

Izquierda: El vehículo explorador de llantas esféricas que involuntariamente dio nacimiento a la idea del ovillo gigante. Cuando una de las ruedas de este vehículo se zafó durante una de las pruebas, ¡y viajó muy bien por el terreno!

"Iba muy rápido," dijo Jones acerca de la gran pelota. Viendo a Connors en afanosa persecución, los investigadores se maravillaron ante la velocidad de la esfera rebelde y la facilidad con la que se movía a través del desierto, sin ser detenida por las rocas. "Tim iba casi volando sobre las dunas tratando de alcanzarla," dijo. "La bola subió incluso colinas de arena empinadas. Nada la detenía". Hasta que finalmente Connors, en el vehículo prestado pudo alcanzarla y acorralarla. 

"Y de allí surgió la idea", dijo Jones, "de que si hacíamos éstas cosas lo suficientemente grandes, nada las detendría".

Jugetes, globos y ciencia de verdad.

En un laboratorio que parece una mezcla entre un centro de investigación y desarrollo de verdad y el taller de juguetes de Santa Claus, Jones y sus colegas están rodeados de globos de Mylar brillantes de diversos tamaños, pelotas de playa amarillas y rosadas, prototipos del explorador rodante hechas de nylon resistente, grandes tanques de gas comprimido y mesas de trabajo llenas de dispositivos mecánicos y electrónicos. El equipo, que incluye al ingeniero senior Sam Kim y al ingeniero de diseño Jay Wu, está ahora preparándose para una serie de pruebas en el desierto programadas para fines de este mes, en las que se incorporará un radar en el centro de la pelota para probar la capacidad del prototipo de encontrar agua subterránea. Este tipo de instrumentos podrían ser usados algún día para buscar agua posiblemente escondida bajo la superficie de Marte. 

Izquierda: Jack A. Jones con un prototipo a escala 1/4 del explorador rodante. Mientras que los exploradores convencionales -- como el Pathfinder -- deben de alguna manera navegar alrededor de grandes rocas de un metro de alto, un ovillo podría simplemente ¡pasar por encima de ellas! 

La bola es pesada de tal modo que tiene un eje de rotación preferencial. Así, tiende a rodar con la parte más pesada hacia abajo, de modo que dos pesos opuestos mantienen la bola sobre una trayectoria recta. En pruebas futuras se intentará también probar un dispositivo de control del centro de masa que permitiría manejar la bola bombeando líquido contenido hacia la izquierda, derecha o centro de la llanta, la cual sería ligeramente oblonga. 

"Nuevamente, esto es experimental, de manera que estamos intentando diferentes cosas", dijo Jones. "Pero tengo mucha confianza en que funcionará".

"Con una bola de 20 kilos y una carga de igual peso, el vehículo rodante de 6 metros de diámetro será lo suficientemente ligero como para que sea añadido a otro vehículo de aterrizaje y desplegado desde la superficie, o bien, podría tener su propio vehículo", añadió. Esta pelota grande y ligera podría también servir a si misma como paracaídas y bolsa de aterrizaje capaz de soportar un rebote a una velocidad terminal de 30 metros por segundo durante la caída. La bola comparte la misma herencia que la bolsa de aire usada en la misión Pathfinder en 1996.

Próximas pruebas

Otro trabajo que se planea realizar durante los próximos meses incluye pruebas de caída en el desierto usando un prototipo hecho de Vectran super rugoso, el mismo material usado para la bolsa de aire del sistema de aterrizaje del Pathfinder. En el próximo año, Jones espera organizar pruebas de largo alcance de cientos o miles de kilómetros en las duras y difíciles regiones similares a Marte, como son el Ártico o el Antártico.

Para más información sobre la exploración de Marte -- incluyendo al explorador rodante y otras ideas innovadoras -- por favor visite http://mars.jpl.nasa.gov

Explorando Marte: Soplando en el Viento -- Artículo del JPL sobre el proyecto de la ovillo (en inglés).

Programa de Exploración de Marte (Mars Exploration Program) -- desde el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory) de la NASA.