¿Cómo se transmiten los datos de Marte a la Tierra?

CIENCIA · 23 ABRIL, 2021 07:52

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Rosmina Suárez Piña


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El rover Perseverance, que llegó a Marte en febrero de este año, ha mantenido en expectativa a muchas personas, sean o no entusiastas de la exploración espacial.

En tan solo dos meses, los avances han sido impactantes: envió las primeras panorámicas en alta definición del planeta Marte, además de los primeros audios grabados durante el aterrizaje; su drone-helicóptero Ingenuity ha ido superando las pruebas de vuelo; y su instrumento MOXIE, a bordo, ya logró su primera conversión de dióxido de carbono (CO2) marciano a oxígeno.

Pero, mientras Perseverance (y otras misiones) cumple sus funciones en el planeta rojo, nosotros en la Tierra debemos esperar de minutos a horas para enterarnos qué pasó.

Esto se debe a que entre Marte y la Tierra hay un ‘delay’ o retraso de comunicaciones , porque los datos deben hacer un viaje interplanetario a través de la ‘Mars Relay Network’ o “Red de Retransmisión Marciana” que se comunica con la ‘Deep Space Network’ o “Red de Espacio Profundo” en la Tierra.

Redes y redes

La mayoría de los datos que viajan de regreso a Tierra deben enviarse primero a los orbitadores de Marte, que luego transmiten los datos –por el espacio interplanetario- a antenas de radio en la Tierra, incluidas las de la Red de Espacio Profundo (DSN) de la NASA.

La Red de Retransmisión Marciana está conformada por el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), de la NASA; el Mars Atmospheric and Vollatile Evolution (MAVEN); el Mars Odyssey; el Mars Express y Trace Gas Orbiter (TGO) de la Agencia Espacial Europea (ESA).

La Red de Espacio Profundo (DSN) es una red internacional de antenas que proporciona los enlaces de comunicación entre los científicos e ingenieros en la Tierra para las misiones en el espacio y en Marte.

DSN consta de tres instalaciones de comunicaciones ubicadas aproximadamente a 120 grados de distancia en todo el mundo: una en Goldstone, en el desierto de Mojave en California; una cerca de Madrid, España; y una cerca de Canberra, Australia.

Esa ubicación estratégica permite la observación constante de las naves espaciales mientras la Tierra gira sobre su propio eje.

Del planeta rojo al punto azul pálido

Durante las operaciones de superficie en Marte, cada rover recibe un nuevo conjunto de instrucciones al comienzo de cada sol o día marciano (24 horas y 40 minutos aproximadamente).

La secuencia de comandos, enviada por los científicos e ingenieros de la Tierra, le dice al rover a qué objetivos dirigirse y qué experimentos científicos realizar en Marte: es decir, que se mueva a una distancia determinada, se posicione con precisión respecto de un objetivo y despliegue sus instrumentos para tomar fotografías de cerca y analizar los minerales o elementos de las rocas y el suelo.

La señal de radio tardaría entre 5 y 20 minutos en recorrer la distancia Marte—Tierra, dependiendo de la posición de ambos planetas. Y, en promedio, como lo vimos durante el aterrizaje de Perseverance, unos 11 minutos con 22 segundos.

La velocidad de transmisión de datos directa a la Tierra varía de unos 500 bits por segundo a 32.000 bits por segundo (aproximadamente, la mitad de la velocidad de un módem doméstico estándar).

La velocidad de transmisión de datos al MRO se selecciona de forma automática y continua durante las comunicaciones y puede llegar a los 2 millones de bits por segundo.

Y la velocidad de datos del orbitador Odyssey es ‘seleccionable’ de 128.000 o 256.000 bits por segundo (4-8 veces más rápido que un módem doméstico).

La bitácora de la transmisión de datos

Un orbitador pasa sobre el rover y está cerca del cielo para comunicarse con él durante unos ocho minutos a la vez, por sol o día marciano. En ese tiempo, se pueden transmitir entre 100 y 250 megabits de datos a un orbitador. Y esos mismos 250 megabits tardarían hasta 20 horas en transmitirse directamente a la Tierra.

El rover solo puede transmitir directamente a la Tierra durante unas pocas horas al día debido a limitaciones de energía o conflictos con otras actividades planificadas, aunque la Tierra puede estar a la vista por mucho más tiempo.

Es de recordar que Marte también gira sobre su propio eje y a menudo “le da la espalda” a la Tierra, ocultando o “llevándose consigo” el rover, que sale del campo de visión de la Tierra y se vuelve “oscuro”, al igual que durante la noche en la Tierra, cuando el Sol sale del campo de visión.

Los orbitadores pueden ver la Tierra aproximadamente 2/3 de cada órbita, o aproximadamente 16 horas al día. Pueden enviar muchos más datos directamente a la Tierra que el rover, no solo porque pueden ver la Tierra por más tiempo, sino también porque tienen mucha potencia y antenas más grandes que el rover.

El ‘delay’ de Perseverance, con datos casi completos, es de unas tres o cuatro horas, pues otro detalle es que sus datos transmitidos incluyen audio e imágenes en alta definición.

Por eso, todavía no podemos tener imágenes en tiempo real o en vivo de Marte, sino esperar que la Red transmita los datos completos (dependiendo del peso y la velocidad) a la Tierra.

Además, debemos tener en cuenta que en Marte tampoco hay internet. Por ahora.