Laboratorio Científico de Marte

El sistema de vuelo de la nave espacial tenía una masa en el lanzamiento de 3.893 kg (8.583 lb) , que consistía en una etapa de crucero Tierra-Marte propulsada ( 539 kg (1.188 lb) ), el sistema de entrada-descenso-aterrizaje (EDL) ( 2.401 kg (5.293 lb) incluyendo 390 kg (860 lb) de propulsor de aterrizaje ) y un rover móvil de 899 kg (1.982 lb) con un paquete de instrumentos integrado. ^{[ 1 ] [ 27 ]}          

La nave espacial MSL incluye instrumentos específicos para vuelos espaciales, además de utilizar uno de los instrumentos del rover —el detector de evaluación de radiación (RAD)— durante el tránsito espacial hacia Marte.

• Instrumento MSL EDL (MEDLI): El objetivo principal del proyecto MEDLI es medir entornos aerotérmicos, la respuesta del material del escudo térmico subsuperficial, la orientación del vehículo y la densidad atmosférica. ^{[ 28 ]} El conjunto de instrumentación MEDLI se instaló en el escudo térmico del vehículo de entrada MSL. Los datos adquiridos servirán de apoyo a futuras misiones a Marte al proporcionar datos atmosféricos medidos para validar los modelos de la atmósfera marciana y aclarar los márgenes de diseño del módulo de aterrizaje en futuras misiones a Marte. La instrumentación MEDLI consta de tres subsistemas principales: Conectores de sensores integrados MEDLI (MISP), Sistema de datos atmosféricos de entrada a Marte (MEADS) y Electrónica de soporte de sensores (SSE).

El rover Curiosity tiene una masa de 899 kg (1982 lb) , puede recorrer hasta 90 m (300 pies) por hora en su sistema de balancín-bogie de seis ruedas, se alimenta mediante un generador termoeléctrico de radioisótopos multimisión (MMRTG) y se comunica tanto en banda X como en banda UHF.    

• Computadoras: Las dos computadoras idénticas a bordo del rover, llamadas "Rover Compute Element" (RCE), contienen memoria resistente a la radiación para tolerar la radiación extrema del espacio y protegerse contra los ciclos de apagado. La memoria de cada computadora incluye 256 KB de EEPROM , 256 MB de DRAM y 2 GB de memoria flash . ^{[ 29 ]} Esto se compara con los 3 MB de EEPROM, 128 MB de DRAM y 256 MB de memoria flash utilizados en los Mars Exploration Rovers. ^{[ 30 ]}      

Los ordenadores RCE utilizan la CPU RAD750 (sucesor de la CPU RAD6000 utilizada en los rovers de exploración de Marte) que opera a 200 MHz. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]} La CPU RAD750 es capaz de hasta 400 MIPS , mientras que la CPU RAD6000 es capaz de hasta 35 MIPS. ^{[ 34 ] [ 35 ]} De los dos ordenadores a bordo, uno está configurado como respaldo y tomará el control en caso de problemas con el ordenador principal. ^{[ 29 ]}   

El rover cuenta con una Unidad de Medición Inercial (IMU) que proporciona información tridimensional sobre su posición, la cual se utiliza para su navegación. ^{[ 29 ]} Los ordenadores del rover realizan un autocontrol constante para mantenerlo operativo, por ejemplo, regulando su temperatura. ^{[ 29 ]} Actividades como tomar fotografías, conducir y operar los instrumentos se llevan a cabo mediante una secuencia de comandos que el equipo de vuelo envía al rover. ^{[ 29 ]}

Los ordenadores del rover ejecutan VxWorks , un sistema operativo en tiempo real de Wind River Systems . Durante el viaje a Marte, VxWorks ejecutó aplicaciones dedicadas a la fase de navegación y guiado de la misión, y también contaba con una secuencia de software preprogramada para gestionar la complejidad de la entrada, el descenso y el aterrizaje. Una vez aterrizado, las aplicaciones fueron sustituidas por software para la conducción en la superficie y la realización de actividades científicas. ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

• Comunicaciones: Curiosity está equipado con varios medios de comunicación, para redundancia. Un transpondedor pequeño de espacio profundo de banda X para comunicación directa con la Tierra a través de la Red de Espacio Profundo de la NASA ^{[ 39 ]} y una radio definida por software UHF Electra -Lite para comunicarse con orbitadores de Marte. ^{[ 27 ] : 46} El sistema de banda X tiene una radio, con un amplificador de potencia de 15 W, y dos antenas: una antena omnidireccional de baja ganancia que puede comunicarse con la Tierra a velocidades de datos muy bajas (15 bit/s en el alcance máximo), independientemente de la orientación del rover, y una antena de alta ganancia que puede comunicarse a velocidades de hasta 32 kbit/s, pero debe estar orientada. El sistema UHF tiene dos radios (aproximadamente 9 W de potencia de transmisión ^{[ 27 ] : 81} ), que comparten una antena omnidireccional. Esto puede comunicarse con el Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) y el 2001 Mars Odyssey orbiter (ODY) a velocidades de hasta 2 Mbit/s y 256 kbit/s, respectivamente, pero cada orbitador solo puede comunicarse con Curiosity durante unos 8 minutos al día. ^{[ 40 ]} Los orbitadores tienen antenas más grandes y radios más potentes, y pueden transmitir datos a la Tierra más rápido que el rover podría hacerlo directamente. Por lo tanto, la mayor parte de los datos devueltos por Curiosity (MSL) se transmiten a través de los enlaces de retransmisión UHF con MRO y ODY. El retorno de datos durante los primeros 10 días fue de aproximadamente 31 megabytes por día.      

Normalmente,  se transmiten 225 kbit/día de comandos al rover directamente desde la Tierra, a una velocidad de datos de 1–2  kbit/s, durante una ventana de transmisión de 15 minutos (900 segundos), mientras que los mayores volúmenes de datos recopilados por el rover se envían a través de retransmisión satelital. ^{[ 27 ] : 46} El retardo de comunicación unidireccional con la Tierra varía de 4 a 22 minutos, dependiendo de las posiciones relativas de los planetas, siendo 12,5 minutos el promedio. ^{[ 41 ]}

En el momento del aterrizaje, la telemetría fue monitoreada por el orbitador Mars Odyssey de 2001 , el Mars Reconnaissance Orbiter y el Mars Express de la ESA . Odyssey es capaz de transmitir telemetría UHF a la Tierra en tiempo real. El tiempo de transmisión varía según la distancia entre los dos planetas y tardó 13:46 minutos en el momento del aterrizaje. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

• Sistemas de movilidad: Curiosity está equipado con seis ruedas en una suspensión de balancín-bogie , que también sirvió como tren de aterrizaje para el vehículo, a diferencia de sus predecesores más pequeños. ^{[ 44 ] [ 45 ]} Las ruedas son significativamente más grandes ( 50 centímetros (20 pulgadas) de diámetro) que las utilizadas en los rovers anteriores. Cada rueda tiene tacos y se acciona y engrana de forma independiente, lo que permite trepar en arena blanda y sortear rocas. Las cuatro ruedas de las esquinas se pueden dirigir de forma independiente, lo que permite al vehículo girar sobre su propio eje, así como realizar giros en arco. ^{[ 27 ]} Cada rueda tiene un patrón que le ayuda a mantener la tracción y deja huellas con patrones en la superficie arenosa de Marte. Ese patrón es utilizado por las cámaras a bordo para calcular la distancia recorrida. El patrón en sí es el código Morse de " JPL " ( •−−− •−−• •−•• ). ^{[ 46 ]} Basándose en el centro de masa, el vehículo puede soportar una inclinación de al menos 50 grados en cualquier dirección sin volcarse, pero los sensores automáticos limitarán que el rover supere los 30 grados de inclinación. ^{[ 27 ]} 

Instrumentos

La estrategia general de análisis comienza con cámaras de alta resolución para buscar características de interés. Si una superficie en particular resulta interesante, Curiosity puede vaporizar una pequeña porción con un láser infrarrojo y examinar la firma espectral resultante para determinar la composición elemental de la roca. Si dicha firma resulta intrigante, el rover utilizará su brazo largo para acercar un microscopio y un espectrómetro de rayos X y observarla con mayor detalle. Si la muestra justifica un análisis más profundo, Curiosity puede perforar la roca y entregar una muestra en polvo a los laboratorios analíticos SAM o CheMin ubicados dentro del rover. ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

• Espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS): Este dispositivo puede irradiar muestras con partículas alfa y mapear los espectros de los rayos X reemitidos para determinar la composición elemental de las muestras.
• CheMin : CheMin es la abreviatura de "Química y Mineralogía", y es unanalizador de difracción de rayos X y fluorescencia de rayos X. ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]} Identificará y cuantificará los minerales presentes en rocas y suelos y, por lo tanto, evaluará la participación del agua en su formación, deposición o alteración. ^{[ 51 ]} Además, los datos de CheMin serán útiles en la búsqueda de posibles biofirmas minerales , fuentes de energía para la vida o indicadores de entornos habitables pasados. ^{[ 50 ] [ 51 ]}
• Análisis de Muestras en Marte (SAM): El conjunto de instrumentos SAM analizará compuestos orgánicos y gases de muestras atmosféricas y sólidas. ^{[ 48 ] [ 49 ]} Esto incluye las proporciones de isótopos de oxígeno y carbono en el dióxido de carbono (CO ₂ ) y el metano (CH ₄ ) en la atmósfera de Marte para distinguir entre su origen geoquímico o biológico . ^{[ 48 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]}

• Detector de Evaluación de Radiación (RAD): Este instrumento fue el primero de los diez instrumentos del MSL en activarse. Tanto en ruta como en la superficie del planeta, caracterizó el amplio espectro de radiación presente en el entorno marciano. Activado después del lanzamiento, registró varios picos de radiación causados ​​por el Sol. ^{[ 57 ]} Científicos de la NASA informaron que una posible misión humana a Marte podría implicar un gran riesgo de radiación debido a la radiación de partículas energéticas detectada por el RAD durante el viaje de la Tierra a Marte . ^{[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]}

• Albedo Dinámico de Neutrones (DAN): Una fuente y detector de neutrones pulsados​​para medir hidrógeno , hielo y agua en la superficie marciana o cerca de ella. ^{[ 61 ] [ 62 ]} El 18 de agosto de 2012 (sol 12 ) se encendió el instrumento científico ruso DAN, ^{[ 63 ]} marcando el éxito de una colaboración ruso-estadounidense en la superficie de Marte y el primer instrumento científico ruso en funcionamiento en la superficie marciana desde que Mars 3 dejó de transmitir hace más de cuarenta años. ^{[ 64 ]} El instrumento está diseñado para detectar agua subterránea. ^{[ 63 ]}
• Estación de Monitoreo Ambiental Rover (REMS): Paquete meteorológico y un sensor ultravioleta proporcionados por España y Finlandia . ^{[ 65 ]} Mide la humedad, la presión, las temperaturas, la velocidad del viento y la radiación ultravioleta. ^{[ 65 ]}
• Cámaras: Curiosity tiene diecisiete cámaras en total. ^{[ 66 ]} 12 cámaras de ingeniería (Hazcams y Navcams) y cinco cámaras científicas. Las cámaras MAHLI, MARDI y MastCam fueron desarrolladas por Malin Space Science Systems y todas comparten componentes de diseño comunes, como cajas de procesamiento de imágenes electrónicas a bordo , CCD de 1600×1200 y un filtro de patrón Bayer RGB . ^{[ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]}
  • MastCam : Este sistema proporciona imágenes de múltiples espectros y color real con dos cámaras.
  • El sistema de imágenes con lente de mano para Marte (MAHLI) consiste en una cámara montada en un brazo robótico del rover, que se utiliza para obtener imágenes microscópicas de rocas y suelo. Cuenta con LED blancos y ultravioleta para la iluminación.
• ChemCam: Diseñado por Roger Wiens, es un sistema de instrumentos de teledetección que se utiliza para erosionar la superficie marciana hasta a 10 metros de distancia y medir los diferentes componentes que la conforman. ^{[ 73 ]} La carga útil incluye el primer sistema de espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) que se utilizará para la ciencia planetaria, y la quinta cámara científica de Curiosity , el microimager remoto (RMI). El RMI proporciona imágenes en blanco y negro con una resolución de 1024×1024 en un campo de visión de 0,02 radianes (1,1 grados). ^{[ 74 ]} Esto es aproximadamente equivalente a una lente de 1500 mm en una cámara de 35 mm . 

• Mars Descent Imager (MARDI) : Durante el descenso a la superficie marciana, MARDI adquirió 4 imágenes en color por segundo, a 1600×1200 píxeles, con un tiempo de exposición de 0,9 milisegundos, desde antes de la separación del escudo térmico a 3,7  km de altitud, hasta unos segundos después del aterrizaje. Esto proporcionó información de ingeniería sobre el movimiento del rover durante el proceso de descenso, e información científica sobre el terreno que lo rodeaba inmediatamente. La NASA descontinuó MARDI en 2007, pero Malin Space Science Systems contribuyó con sus propios recursos. ^{[ 75 ]} Después del aterrizaje, podía tomar vistas de la superficie de 1,5 mm (0,059 in) por píxel, ^{[ 76 ]} la primera de estas fotos posteriores al aterrizaje se tomó el 27 de agosto de 2012 (sol 20 ). ^{[ 77 ]}  
• Cámaras de ingeniería: Hay 12 cámaras adicionales que admiten movilidad:
  • Cámaras de evitación de peligros (Hazcams): El rover tiene un par de cámaras de navegación en blanco y negro ( Hazcams ) ubicadas en cada una de sus cuatro esquinas. ^{[ 78 ]} Estas proporcionan vistas de cerca de posibles obstáculos que están a punto de pasar por debajo de las ruedas.
  • Cámaras de navegación (Navcams): El rover utiliza dos pares de cámaras de navegación en blanco y negro montadas en el mástil para apoyar la navegación terrestre. ^{[ 78 ]} Estas proporcionan una vista a mayor distancia del terreno que se encuentra delante.

Para noviembre de 2008, la mayor parte del desarrollo de hardware y software estaba completa y las pruebas continuaban. ^{[ 81 ]} En este punto, los sobrecostos eran de aproximadamente $400 millones. En los intentos por cumplir con la fecha de lanzamiento, se retiraron varios instrumentos y un depósito de muestras, y se simplificaron otros instrumentos y cámaras para simplificar las pruebas y la integración del rover. ^{[ 82 ] [ 83 ]} Al mes siguiente, la NASA retrasó el lanzamiento hasta finales de 2011 debido a un tiempo de prueba insuficiente. ^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]} Finalmente, los costos para desarrollar el rover alcanzaron los $2.47 mil millones, para un rover que inicialmente había sido clasificado como una misión de costo medio con un presupuesto máximo de $650 millones, pero la NASA aún tuvo que solicitar $82 millones adicionales para cumplir con el lanzamiento planeado para noviembre. A partir de 2012, el proyecto sufrió un sobrecosto del 84 por ciento. ^{[ 87 ]}

MSL fue lanzado en un cohete Atlas V desde Cabo Cañaveral el 26 de noviembre de 2011. ^{[ 88 ]} El 11 de enero de 2012, la nave espacial logró refinar su trayectoria con una serie de encendidos de motores propulsores de tres horas, adelantando el tiempo de aterrizaje del rover en aproximadamente 14 horas. Cuando se lanzó MSL, el director del programa era Doug McCuistion de la División de Ciencias Planetarias de la NASA . ^{[ 89 ]}

Curiosity aterrizó con éxito en el cráter Gale a las 05:17:57.3 UTC del 6 de agosto de 2012, ^{[ 3 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} y transmitió imágenes de Hazcam que confirmaban la orientación. ^{[ 11 ]} Debido a la distancia Marte-Tierra en el momento del aterrizaje y la velocidad limitada de las señales de radio, el aterrizaje no se registró en la Tierra hasta 14 minutos después. ^{[ 11 ]} El Orbitador de Reconocimiento de Marte envió una fotografía de Curiosity descendiendo bajo su paracaídas, tomada por su cámara HiRISE , durante el procedimiento de aterrizaje.

Seis miembros sénior del equipo de Curiosity ofrecieron una rueda de prensa pocas horas después del aterrizaje: John Grunsfeld , administrador asociado de la NASA; Charles Elachi , director del JPL; Peter Theisinger , director del proyecto MSL; Richard Cook, subdirector del proyecto MSL; Adam Steltzner , responsable de la entrada, descenso y aterrizaje (EDL) del MSL; y John Grotzinger , científico del proyecto MSL. ^{[ 90 ]}

Entre el 23 y el 29 de marzo de 2009, el público en general clasificó nueve nombres finalistas para los rovers (Adventure, Amelia, Journey, Perception, Pursuit, Sunrise, Vision, Wonder y Curiosity) ^{[ 91 ]} a través de una encuesta pública en el sitio web de la NASA. ^{[ 92 ]} El 27 de mayo de 2009, se anunció que el nombre ganador era Curiosity . El nombre había sido presentado en un concurso de ensayos por Clara Ma, una alumna de sexto grado de Kansas. ^{[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]}

La curiosidad es la pasión que nos impulsa en nuestro día a día. Nos hemos convertido en exploradores y científicos gracias a nuestra necesidad de hacer preguntas y maravillarnos.

Se evaluaron más de 60 sitios de aterrizaje y, en julio de 2011, se eligió el cráter Gale. Un objetivo principal al seleccionar el sitio de aterrizaje fue identificar un entorno geológico particular, o un conjunto de entornos, que pudiera sustentar vida microbiana. Los planificadores buscaron un sitio que pudiera contribuir a una amplia variedad de posibles objetivos científicos. Preferían un sitio de aterrizaje con evidencia morfológica y mineralógica de agua pasada. Además, se prefería un sitio con espectros que indicaran múltiples minerales hidratados ; los minerales arcillosos y las sales de sulfato constituirían un sitio rico. Se sugirieron la hematita , otros óxidos de hierro , minerales de sulfato, minerales de silicato , sílice y posiblemente minerales de cloruro como posibles sustratos para la preservación de fósiles . De hecho, se sabe que todos ellos facilitan la preservación de morfologías y moléculas fósiles en la Tierra. ^{[ 97 ]} Se favoreció el terreno difícil para encontrar evidencia de condiciones habitables, pero el rover debe poder llegar al sitio de forma segura y conducir dentro de él. ^{[ 98 ]}

Las restricciones de ingeniería exigían un lugar de aterrizaje a menos de 45° del ecuador marciano y a menos de 1  km por encima del datum de referencia . ^{[ 99 ]} En el primer taller sobre lugares de aterrizaje del MSL, se identificaron 33 posibles lugares de aterrizaje. ^{[ 100 ]} Al final del segundo taller a finales de 2007, la lista se redujo a seis; ^{[ 101 ] [ 102 ]} en noviembre de 2008, los líderes del proyecto en un tercer taller redujeron la lista a estos cuatro lugares de aterrizaje: ^{[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ]}

Un cuarto taller sobre el lugar de aterrizaje se llevó a cabo a finales de septiembre de 2010, ^{[ 111 ]} y el quinto y último taller del 16 al 18 de mayo de 2011. ^{[ 112 ]} El 22 de julio de 2011, se anunció que el cráter Gale había sido seleccionado como el lugar de aterrizaje de la misión Mars Science Laboratory.

El vehículo de lanzamiento Atlas V es capaz de lanzar hasta 8290 kg (18 280 lb) a la órbita de transferencia geoestacionaria . ^{[ 113 ]} El Atlas V también se utilizó para lanzar el Orbitador de Reconocimiento de Marte y la sonda New Horizons . ^{[ 5 ] [ 114 ]}  

La primera y la segunda etapa, junto con los motores de cohete de combustible sólido, se apilaron el 9 de octubre de 2011, cerca de la plataforma de lanzamiento. ^{[ 115 ]} La cofia que contenía el MSL fue transportada a la plataforma de lanzamiento el 3 de noviembre de 2011. ^{[ 116 ]}

El MSL fue lanzado desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral el 26 de noviembre de 2011 a las 15:02  UTC mediante el Atlas V 541 proporcionado por United Launch Alliance . ^{[ 117 ]} Este cohete de dos etapas incluye un propulsor central común (CCB) de 3,8 m (12 pies) impulsado por un motor RD-180 , cuatro propulsores de cohete sólido (SRB) y una segunda etapa Centaur con una cofia de carga útil de 5 m (16 pies) de diámetro . ^{[ 118 ]} El Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA coordinó el lanzamiento a través del Contrato I de Servicios de Lanzamiento de la NASA (NLS). ^{[ 119 ]}    

La etapa de crucero transportó la nave espacial MSL a través del vacío del espacio y la entregó a Marte. El viaje interplanetario cubrió la distancia de 352 millones de millas en 253 días. ^{[ 120 ]} La etapa de crucero tiene su propio sistema de propulsión en miniatura , que consta de ocho propulsores que utilizan combustible de hidracina en dos tanques de titanio . ^{[ 121 ]} También tiene su propio sistema de energía eléctrica , que consta de un panel solar y una batería para proporcionar energía continua. Al llegar a Marte, la nave espacial dejó de girar y un cortador de cables separó la etapa de crucero de la cubierta aerodinámica. ^{[ 121 ]} Luego, la etapa de crucero fue desviada a una trayectoria separada hacia la atmósfera. ^{[ 122 ] [ 123 ]} En diciembre de 2012, el Mars Reconnaissance Orbiter localizó el campo de escombros de la etapa de crucero . Dado que se conocen el tamaño inicial, la velocidad, la densidad y el ángulo de impacto del hardware, proporcionará información sobre los procesos de impacto en la superficie de Marte y las propiedades atmosféricas. ^{[ 124 ]}

La nave espacial MSL abandonó la órbita terrestre y fue insertada en una órbita de transferencia heliocéntrica a Marte el 26 de noviembre de 2011, poco después del lanzamiento, por la etapa superior Centaur del vehículo de lanzamiento Atlas V. ^{[ 118 ]} Antes de la separación del Centaur, la nave espacial fue estabilizada por rotación a 2 rpm para el control de actitud durante el crucero a Marte a 36 210 km/h (22 500 mph) . ^{[ 125 ]}  

Durante el crucero, se utilizaron ocho propulsores dispuestos en dos grupos como actuadores para controlar la velocidad de giro y realizar maniobras de corrección de trayectoria axial o lateral. ^{[ 27 ]} Al girar sobre su eje central, mantuvo una actitud estable. ^{[ 27 ] [ 126 ] [ 127 ]} En el camino, la etapa de crucero realizó cuatro maniobras de corrección de trayectoria para ajustar la ruta de la nave espacial hacia su lugar de aterrizaje. ^{[ 128 ]} La información se envió a los controladores de la misión a través de dos antenas de banda X. [ 121 ^{] Una tarea} clave de la etapa de crucero fue controlar la temperatura de todos los sistemas de la nave espacial y disipar el calor generado por las fuentes de energía, como las células solares y los motores, en el espacio. En algunos sistemas, las mantas aislantes mantuvieron los instrumentos científicos sensibles más calientes que la temperatura cercana al cero absoluto del espacio. Los termostatos monitorearon las temperaturas y encendieron o apagaron los sistemas de calefacción y refrigeración según fuera necesario. ^{[ 121 ]}

Aterrizar una masa grande en Marte es particularmente desafiante ya que la atmósfera es demasiado delgada para que los paracaídas y el frenado aerodinámico por sí solos sean efectivos, ^{[ 129 ]} mientras que sigue siendo lo suficientemente densa como para crear problemas de estabilidad e impacto al desacelerar con retrocohetes . ^{[ 129 ]} Aunque algunas misiones anteriores han utilizado bolsas de aire para amortiguar el impacto del aterrizaje, el rover Curiosity es demasiado pesado para que esta sea una opción. En cambio, Curiosity fue depositado en la superficie marciana utilizando un nuevo sistema de entrada, descenso y aterrizaje (EDL) de alta precisión que era parte de la etapa de descenso de la nave espacial MSL. La masa de este sistema EDL, incluyendo el paracaídas, la grúa espacial, el combustible y la cubierta aerodinámica , es de 2401 kg (5293 lb) . ^{[ 130 ]} El novedoso sistema EDL colocó a Curiosity dentro de una elipse de aterrizaje de 20 por 7 km (12,4 por 4,3 mi) , ^{[ 96 ]} en contraste con la elipse de aterrizaje de 150 por 20 km (93 por 12 mi) de los sistemas de aterrizaje utilizados por los Mars Exploration Rovers. ^{[ 131 ]}      

El sistema de entrada-descenso-aterrizaje (EDL) se diferencia de los utilizados para otras misiones en que no requiere un plan de misión interactivo generado en tierra. Durante toda la fase de aterrizaje, el vehículo actúa de forma autónoma, basándose en software y parámetros precargados. ^{[ 27 ]} El sistema EDL se basó en una estructura aerodinámica y un sistema de propulsión derivados de Viking para una entrada guiada de precisión y un aterrizaje suave, en contraste con los aterrizajes con bolsas de aire que se utilizaron a mediados de la década de 1990 en las misiones Mars Pathfinder y Mars Exploration Rover . La nave espacial empleó varios sistemas en un orden preciso, con la secuencia de entrada, descenso y aterrizaje dividida en cuatro partes ^{[ 131 ] [ 132 ]} —descritas a continuación a medida que se desarrollaron los eventos del vuelo espacial el 6 de agosto de 2012.

A pesar de su hora tardía, particularmente en la costa este de los Estados Unidos donde eran la 1:31  a. m., ^{[ 9 ]} el aterrizaje generó un interés público significativo. 3,2 millones vieron el aterrizaje en vivo, la mayoría en línea en lugar de por televisión a través de NASA TV o cadenas de noticias por cable que cubrieron el evento en vivo. ^{[ 133 ]} El lugar de aterrizaje final del rover fue a menos de 2,4 km (1,5 mi) de su objetivo después de un viaje de 563.270.400 km (350.000.000 mi) . ^{[ 38 ]} Además de la transmisión en directo y la visualización de vídeo tradicional, el JPL creó Eyes on the Solar System , una simulación tridimensional en tiempo real de la entrada, el descenso y el aterrizaje basada en datos reales. El tiempo de aterrizaje de Curiosity , tal como se representó en el software, basado en las predicciones del JPL, fue menos de 1 segundo diferente de la realidad. ^{[ 134 ]}    

La fase EDL de la misión espacial MSL a Marte duró solo siete minutos y se desarrolló automáticamente, según lo programado por los ingenieros del JPL con anticipación, en un orden preciso, con la secuencia de entrada, descenso y aterrizaje ocurriendo en cuatro fases de eventos distintas: ^{[ 131 ] [ 132 ]}

Entrada guiada

La entrada guiada de precisión utilizó la capacidad de computación a bordo para dirigirse hacia el sitio de aterrizaje predeterminado, mejorando la precisión del aterrizaje de un rango de cientos de kilómetros a 20 kilómetros (12 millas) . Esta capacidad ayudó a eliminar algunas de las incertidumbres de los peligros de aterrizaje que podrían estar presentes en elipses de aterrizaje más grandes. ^{[ 135 ]} La dirección se logró mediante el uso combinado de propulsores y masas de equilibrio eyectables. ^{[ 136 ]} Las masas de equilibrio eyectables desplazan el centro de masa de la cápsula, lo que permite generar un vector de sustentación durante la fase atmosférica. Una computadora de navegación integró las mediciones para estimar la posición y la actitud de la cápsula, lo que generó comandos de torque automatizados. Esta fue la primera misión planetaria en utilizar técnicas de aterrizaje de precisión. 

El rover fue plegado dentro de una aerocubierta que lo protegió durante el viaje por el espacio y durante la entrada atmosférica en Marte. Diez minutos antes de la entrada atmosférica, la aerocubierta se separó de la etapa de crucero que proporcionó energía, comunicaciones y propulsión durante el largo vuelo a Marte. Un minuto después de la separación de la etapa de crucero, los propulsores de la aerocubierta se encendieron para cancelar la rotación de 2 rpm de la nave espacial y lograr una orientación con el escudo térmico hacia Marte en preparación para la entrada atmosférica . ^{[ 137 ]} El escudo térmico está hecho de ablador de carbono impregnado de fenol (PICA). El escudo térmico de 4,5 m (15 pies) de diámetro, que es el escudo térmico más grande jamás volado en el espacio, ^{[ 138 ]} redujo la velocidad de la nave espacial por ablación contra la atmósfera marciana , de la velocidad de interfaz atmosférica de aproximadamente 5,8 km/s (3,6 mi/s) a aproximadamente 470 m/s (1500 ft/s) , donde el despliegue del paracaídas fue posible unos cuatro minutos después. Un minuto y 15 segundos después de la entrada, el escudo térmico experimentó temperaturas máximas de hasta 2090 °C (3790 °F) a medida que la presión atmosférica convertía la energía cinética en calor. Diez segundos después del calentamiento máximo, esa desaceleración alcanzó un máximo de 15 g . ^{[ 137 ]}        

Gran parte de la reducción del error de precisión de aterrizaje se logró mediante un algoritmo de guiado de entrada, derivado del algoritmo utilizado para guiar los Módulos de Comando Apolo que regresaban a la Tierra en el programa Apolo . ^{[ 137 ]} Este guiado utiliza la fuerza de sustentación experimentada por la cubierta aerodinámica para "salir" de cualquier error detectado en el alcance y así llegar al sitio de aterrizaje previsto. Para que la cubierta aerodinámica tenga sustentación, su centro de masa está desplazado de la línea central axial, lo que resulta en un ángulo de compensación descentrado en vuelo atmosférico. Esto se logró eyectando masas de lastre consistentes en dos pesos de tungsteno de 75 kg (165 lb) minutos antes de la entrada atmosférica. ^{[ 137 ]} El vector de sustentación fue controlado por cuatro conjuntos de dos propulsores del sistema de control de reacción (RCS) que producían aproximadamente 500 N (110 lbf) de empuje por par. Esta capacidad de cambiar la dirección de la sustentación permitió que la nave espacial reaccionara al entorno y se dirigiera hacia la zona de aterrizaje. Antes del despliegue del paracaídas, el vehículo de entrada eyectó más masa de lastre consistente en seis pesas de tungsteno de 25 kg (55 lb) de tal manera que se eliminó el desplazamiento del centro de gravedad . ^{[ 137 ]}      

Descenso en paracaídas

Cuando la fase de entrada se completó y la cápsula disminuyó su velocidad a unos 470 m/s (1500 ft/s) a unos 10 km (6,2 mi) de altitud, se desplegó el paracaídas supersónico , ^{[ 139 ]} como lo hicieron los módulos de aterrizaje anteriores como Viking , Mars Pathfinder y los Mars Exploration Rovers. El paracaídas tiene 80 líneas de suspensión, mide más de 50 m (160 ft) de largo y tiene unos 16 m (52 ​​ft) de diámetro. ^{[ 140 ]} Capaz de desplegarse a Mach 2,2, el paracaídas puede generar hasta 289 kN (65 000 lbf) de fuerza de arrastre en la atmósfera marciana. ^{[ 140 ]} Después de que se desplegó el paracaídas, el escudo térmico se separó y cayó. Una cámara situada debajo del rover capturó aproximadamente 5 fotogramas por segundo (con una resolución de 1600 × 1200 píxeles) a menos de 3,7 km (2,3 millas) durante un período de aproximadamente 2 minutos hasta que los sensores del rover confirmaron el aterrizaje exitoso. ^{[ 141 ]} El equipo del Mars Reconnaissance Orbiter pudo obtener una imagen del MSL descendiendo con el paracaídas. ^{[ 142 ]}            

Descenso motorizado

Después del frenado del paracaídas, a una altitud de aproximadamente 1,8 km (1,1 mi) , todavía viajando a unos 100 m/s (220 mph) , el rover y la etapa de descenso se separaron de la cubierta aerodinámica. ^{[ 139 ]} La etapa de descenso es una plataforma sobre el rover con ocho propulsores de cohete monopropelente de hidracina de empuje variable en brazos que se extienden alrededor de esta plataforma para frenar el descenso. Cada propulsor de cohete, llamado Mars Lander Engine (MLE), ^{[ 126 ]} produce de 400 a 3100 N (90 a 697 lbf) de empuje y fueron derivados de los utilizados en los módulos de aterrizaje Viking. ^{[ 143 ]} Un altímetro de radar midió la altitud y la velocidad, enviando datos a la computadora de vuelo del rover. Mientras tanto, el rover se transformó de su configuración de vuelo almacenada a una configuración de aterrizaje mientras era bajado debajo de la etapa de descenso por el sistema de "grúa aérea".      

Grúa aérea

Por varias razones, se eligió un sistema de aterrizaje diferente para MSL en comparación con los anteriores módulos de aterrizaje y rovers de Marte. Curiosity se consideró demasiado pesado para usar el sistema de aterrizaje con bolsas de aire como el utilizado en los rovers Mars Pathfinder y Mars Exploration . Un enfoque de módulo de aterrizaje con patas habría causado varios problemas de diseño. ^{[ 137 ]} Habría necesitado tener los motores lo suficientemente altos sobre el suelo al aterrizar para no formar una nube de polvo que pudiera dañar los instrumentos del rover. Esto habría requerido patas de aterrizaje largas que necesitarían tener un ancho considerable para mantener el centro de gravedad bajo. Un módulo de aterrizaje con patas también habría requerido rampas para que el rover pudiera conducir hasta la superficie, lo que habría supuesto un riesgo adicional para la misión en caso de que rocas o inclinación impidieran que Curiosity pudiera salir del módulo de aterrizaje con éxito. Enfrentados a estos desafíos, los ingenieros de MSL idearon una solución alternativa novedosa: la grúa aérea. ^{[ 137 ]} El sistema de grúa aérea bajó el rover con un cable de 7,6 m (25 pies) ^{[ 137 ]} para un aterrizaje suave —con las ruedas hacia abajo— en la superficie de Marte. ^{[ 139 ] [ 144 ] [ 145 ]} Este sistema consta de un cable de sujeción que baja el rover en tres cables de nailon y un cable eléctrico que transporta información y energía entre la etapa de descenso y el rover. A medida que se desenrollaban los cables de soporte y de datos, las seis ruedas motorizadas del rover se colocaron en su posición. Aproximadamente a 7,5 m (25 pies) por debajo de la etapa de descenso, el sistema de grúa aérea redujo la velocidad hasta detenerse y el rover tocó tierra. Después de que el rover tocó tierra, esperó dos segundos para confirmar que estaba en suelo firme al detectar el peso en las ruedas y disparó varios pirotecnia (pequeños dispositivos explosivos) que activaron los cortadores de cables en el cable de sujeción y los cordones umbilicales para liberarse de la etapa de descenso. La etapa de descenso se alejó volando y se estrelló a 650 m (2100 pies) de distancia. ^{[ 146 ]} El concepto de grúa aérea nunca se había utilizado en misiones anteriormente. ^{[ 147 ]}      

El cráter Gale es el lugar de aterrizaje del MSL. ^{[ 95 ] [ 148 ] [ 149 ]} Dentro del cráter Gale hay una montaña, llamada Aeolis Mons ("Monte Afilado"), ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 150 ]} de rocas estratificadas, que se eleva unos 5,5 km (18 000 pies) sobre el fondo del cráter, que Curiosity investigará. El lugar de aterrizaje es una región lisa en el Cuadrante 51 "Yellowknife" ^{[ 151 ] [ 152 ] [ 153 ] [ 154 ]} de Aeolis Palus dentro del cráter frente a la montaña. La ubicación del lugar de aterrizaje objetivo era un área elíptica de 20 por 7 km (12,4 por 4,3 mi) . ^{[ 96 ]} El diámetro del cráter Gale es de 154 km (96 mi) .      

El lugar de aterrizaje del rover estaba a menos de 2,4 km (1,5 mi) del centro de la elipse de aterrizaje planificada, después de un viaje de 563.000.000 km (350.000.000 mi) . ^{[ 155 ]} La NASA nombró al lugar de aterrizaje del rover Bradbury Landing el sol 16 , 22 de agosto de 2012. ^{[ 156 ]} Según la NASA, se estima que entre 20.000 y 40.000 esporas bacterianas resistentes al calor estaban en Curiosity en el momento del lanzamiento, y es posible que hasta 1.000 veces esa cantidad no se haya contabilizado. ^{[ 157 ]}