programa vikingo

El programa Viking consistió en un par de sondas espaciales estadounidenses idénticas , Viking 1 y Viking 2, ambas lanzadas en 1975 y que aterrizaron en Marte en 1976. ^{[ 1 ]} La misión comenzó en 1968 y fue gestionada por el Centro de Investigación Langley de la NASA. ^{[ 4 ]} Cada nave espacial estaba compuesta por dos partes principales: una nave orbital que fotografió la superficie de Marte desde la órbita y un módulo de aterrizaje que estudió el planeta desde la superficie. Las naves orbitales también sirvieron como repetidoras de comunicaciones para los módulos de aterrizaje una vez que estos tocaron tierra.

El programa Viking surgió del programa Voyager de la NASA , anterior y aún más ambicioso , que no guardaba relación con las exitosas sondas espaciales Voyager de finales de la década de 1970. Viking 1 se lanzó el 20 de agosto de 1975, y la segunda nave, Viking 2 , el 9 de septiembre de 1975, ambas a bordo de cohetes Titan IIIE con etapas superiores Centaur . Viking 1 entró en órbita marciana el 19 de junio de 1976, y Viking 2 lo hizo el 7 de agosto.

Tras orbitar Marte durante más de un mes y enviar imágenes para la selección del lugar de aterrizaje, los orbitadores y los módulos de aterrizaje se separaron. Los módulos de aterrizaje entraron entonces en la atmósfera marciana y aterrizaron suavemente en los lugares elegidos. El módulo de aterrizaje Viking 1 tocó tierra en la superficie de Marte el 20 de julio de 1976, más de dos semanas antes de la llegada de Viking 2 a la órbita. Viking 2 aterrizó con éxito el 3 de septiembre. Los orbitadores continuaron tomando imágenes y realizando otras operaciones científicas desde la órbita, mientras que los módulos de aterrizaje desplegaban instrumentos en la superficie. El programa finalizó en 1982.

El costo del proyecto fue de aproximadamente US$1.000  millones en el momento del lanzamiento, ^{[ 5 ] [ 6 ]} equivalente a unos US$ 6.000  millones en dólares de 2024. ^{[ 7 ]} La ​​misión se consideró exitosa y sentó las bases de la mayor parte del conocimiento sobre Marte a finales de la década de 1990 y principios de la de 2000. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

• Obtener imágenes de alta resolución de la superficie marciana.
• Caracterizar la estructura y composición de la atmósfera y la superficie.
• Búsqueda de evidencia de vida en Marte

Los objetivos principales de los dos orbitadores Viking eran transportar los módulos de aterrizaje a Marte, realizar reconocimiento para localizar y certificar los sitios de aterrizaje, actuar como repetidores de comunicaciones para los módulos de aterrizaje y realizar sus propias investigaciones científicas. Cada orbitador, basado en la nave espacial Mariner 9 anterior , era un octágono de aproximadamente 2,5 m (8,2 pies) de diámetro. El conjunto orbitador-módulo de aterrizaje con el combustible completo tenía una masa de 3527 kg (7776 lb) . Después de la separación y el aterrizaje, el módulo de aterrizaje tenía una masa de unos 600 kg (1300 lb) y el orbitador de 900 kg (2000 lb) . La masa total de lanzamiento fue de 2328 kg (5132 lb) , de los cuales 1445 kg (3186 lb) eran propulsor y gas de control de actitud . Las ocho caras de la estructura anular tenían 0,457 m (18 pulgadas) de altura y eran alternativamente de 1,397 y 0,508 m (55 y 20 pulgadas) de ancho. La altura total era de 3,29 m (10,8 pies) desde los puntos de fijación del módulo de aterrizaje en la parte inferior hasta los puntos de fijación del vehículo de lanzamiento en la parte superior. Había 16 compartimentos modulares, 3 en cada una de las 4 caras largas y uno en cada cara corta. Cuatro alas de paneles solares se extendían desde el eje del orbitador; la distancia de punta a punta de dos paneles solares extendidos en direcciones opuestas era de 9,75 m (32 pies) .                    

Principales hallazgos

Al descubrir numerosas formaciones geológicas que suelen crearse a partir de grandes cantidades de agua, las imágenes de los orbitadores revolucionaron nuestra concepción del agua en Marte . Se hallaron enormes valles fluviales en muchas zonas. Estos mostraron que las inundaciones rompieron represas, excavaron profundos valles, erosionaron surcos en la roca madre y recorrieron miles de kilómetros. Grandes áreas del hemisferio sur contenían redes de arroyos ramificados, lo que sugiere que en el pasado llovió. Se cree que los flancos de algunos volcanes estuvieron expuestos a la lluvia, ya que se asemejan a los de los volcanes hawaianos. Muchos cráteres parecen haber sido impactados por un cuerpo celeste que cayó en lodo. Al formarse, el hielo del suelo pudo haberse derretido, convirtiendo el terreno en lodo, para luego fluir por la superficie. Normalmente, el material de un impacto asciende y luego desciende. No fluye por la superficie, sorteando obstáculos, como ocurre en algunos cráteres marcianos. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} Las regiones, llamadas " Terreno Caótico ", parecían haber perdido rápidamente grandes volúmenes de agua, lo que provocó la formación de grandes canales. La cantidad de agua involucrada se estimó en diez mil veces el caudal del río Misisipi . ^{[ 14 ]} El vulcanismo subterráneo pudo haber derretido el hielo congelado; el agua luego fluyó y el suelo se derrumbó para dejar un terreno caótico.

mosaicos vikingos

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  Las islas con formas aerodinámicas indican que en Marte se produjeron grandes inundaciones. ( Cuadrángulo de Lunae Palus )
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  Los patrones de erosión fueron producidos por el agua corriente. El cráter Dromore se encuentra en el fondo. ( Cuadrángulo de Lunae Palus )
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  Es probable que grandes inundaciones hayan erosionado los canales alrededor del cráter Dromore . ( Cuadrángulo de Lunae Palus )
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  Islas con forma de lágrima esculpidas por las aguas de la inundación de Ares Vallis . ( Cuadrángulo de Oxia Palus )
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  Imagen de tres valles: Vedra Valles , Maumee Valles y Maja Valles . ( Cuadrángulo de Lunae Palus )
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  Es posible que el cráter Arandas se encuentre sobre grandes cantidades de hielo de agua, que se derritieron al producirse el impacto, generando una eyección de material similar al lodo. ( Cuadrángulo de Mare Acidalium )
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  Canales que atraviesan Alba Mons . ( Cuadrángulo de Arcadia )
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  Los canales ramificados en el cuadrángulo de Thaumasia proporcionan posibles evidencias de lluvias pasadas en Marte.
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  Estos canales ramificados proporcionan posibles evidencias de lluvia pasada en Marte. ( Cuadrángulo de Margaritifer Sinus )
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  Ravi Vallis posiblemente se formó a partir de inundaciones extremas. ( Cuadrángulo de Margaritifer Sinus )

Cada módulo de aterrizaje constaba de una base hexagonal de aluminio con lados alternos de 1,09 y 0,56 m (43 y 22 pulgadas) de longitud, sostenida por tres patas extendidas unidas a los lados más cortos. Las bases de las patas formaban los vértices de un triángulo equilátero de 2,21 m (7,3 pies) de lado, visto desde arriba, y los lados largos de la base formaban una línea recta con las dos bases adyacentes. La instrumentación se instalaba en el interior y en la parte superior de la base, elevada sobre la superficie por las patas extendidas. ^{[ 15 ]}    

Cada módulo de aterrizaje estaba encerrado en un escudo térmico aerodinámico diseñado para frenarlo durante la fase de entrada. Para evitar la contaminación de Marte por organismos terrestres, cada módulo de aterrizaje, una vez ensamblado y encerrado dentro del escudo aerodinámico, se encerraba en un "bioescudo" presurizado y luego se esterilizaba a una temperatura de 111 °C (232 °F) durante 40 horas. Por razones térmicas, la tapa del bioescudo se desprendía después de que la etapa superior Centaur impulsara la combinación orbitador/módulo de aterrizaje Viking fuera de la órbita terrestre. ^{[ 16 ]}  

El astrónomo Carl Sagan ayudó a elegir los lugares de aterrizaje para ambas sondas Viking . ^{[ 17 ]}

Entrada, descenso y aterrizaje (EDL)

Cada módulo de aterrizaje llegó a Marte acoplado al orbitador. El conjunto orbitó Marte varias veces antes de que el módulo de aterrizaje se soltara y se separara del orbitador para descender a la superficie. El descenso comprendió cuatro fases distintas, comenzando con una maniobra de desorbitación . El módulo de aterrizaje experimentó entonces la entrada atmosférica, con un calentamiento máximo que se produjo unos segundos después del inicio del calentamiento por fricción con la atmósfera marciana. A una altitud de unos 6 kilómetros (3,7 millas) y viajando a una velocidad de 900 kilómetros por hora (600  mph), el paracaídas se desplegó, la cubierta aerodinámica se liberó y las patas del módulo de aterrizaje se desplegaron. A una altitud de unos 1,5 kilómetros (5000 pies), el módulo de aterrizaje activó sus tres retromotores y se soltó del paracaídas. Inmediatamente después, el módulo de aterrizaje utilizó los retrocohetes para frenar y controlar su descenso, con un aterrizaje suave en la superficie de Marte. ^{[ 18 ]}

Primera imagen "nítida" jamás transmitida desde la superficie de Marte: muestra rocas cerca del módulo de aterrizaje Viking 1 (20 de julio de 1976).

Al aterrizar (tras utilizar propulsor de cohete), los módulos de aterrizaje tenían una masa de unos 600  kg.

Carga útil

Comunicaciones

Las comunicaciones se realizaban mediante un transmisor de banda S de 20 vatios que utilizaba dos tubos de onda progresiva . Una antena parabólica de alta ganancia orientable en dos ejes estaba montada en un brazo cerca de uno de los bordes de la base del módulo de aterrizaje. Una antena omnidireccional de banda S de baja ganancia también se extendía desde la base. Ambas antenas permitían la comunicación directa con la Tierra, lo que permitió que Viking 1 siguiera funcionando mucho después de que ambos orbitadores hubieran fallado. Una antena UHF (381 MHz) proporcionaba una retransmisión unidireccional al orbitador mediante una  radio de retransmisión de 30 vatios. El almacenamiento de datos se realizaba en una grabadora de cinta de 40 Mbit, y el ordenador del módulo de aterrizaje tenía una memoria de 6000 palabras para las instrucciones de comando.

Instrumentos

El módulo de aterrizaje transportaba instrumentos para lograr los objetivos científicos principales de la misión: estudiar la biología , la composición química ( orgánica e inorgánica ), la meteorología , la sismología , las propiedades magnéticas , la apariencia y las propiedades físicas de la superficie y la atmósfera marcianas. Dos cámaras de escaneo cilíndricas de 360 ​​grados estaban montadas cerca de uno de los lados largos de la base. Desde el centro de este lado se extendía el brazo muestreador, con un cabezal colector, un sensor de temperatura y un imán en el extremo. Un brazo de meteorología , que sostenía sensores de temperatura, dirección y velocidad del viento, se extendía hacia afuera y hacia arriba desde la parte superior de una de las patas del módulo de aterrizaje. Un sismómetro , objetivos de prueba para el imán y la cámara , y un espejo de aumento estaban montados frente a las cámaras, cerca de la antena de alta ganancia. Un compartimento interior con control ambiental albergaba el experimento biológico y el espectrómetro de masas de cromatografía de gases . El espectrómetro de fluorescencia de rayos X también estaba montado dentro de la estructura. Un sensor de presión estaba fijado debajo del cuerpo del módulo de aterrizaje. La carga útil científica tenía una masa total de aproximadamente 91 kg (201 lb) .  

Experimentos biológicos

Las sondas Viking llevaron a cabo experimentos biológicos diseñados para detectar vida en el suelo marciano (si es que existía), con experimentos diseñados por tres equipos distintos, bajo la dirección del científico jefe Gerald Soffen de la NASA. Un experimento dio positivo en la detección de metabolismo (vida actual), pero basándose en los resultados de los otros dos experimentos, que no revelaron ninguna molécula orgánica en el suelo, la mayoría de los científicos se convencieron de que los resultados positivos probablemente se debían a reacciones químicas no biológicas causadas por las condiciones altamente oxidantes del suelo. ^{[ 20 ]}

Dunas de polvo y una gran roca recogidas por el módulo de aterrizaje Viking 1.

Zanjas excavadas por el muestreador de suelo del módulo de aterrizaje Viking 1.

Aunque la NASA declaró durante la misión que los resultados del módulo de aterrizaje Viking no demostraron biofirmas concluyentes en los suelos de los dos sitios de aterrizaje, los resultados de las pruebas y sus limitaciones aún están en evaluación. La validez de los resultados positivos de la "Liberación Marcada" (LR) dependía completamente de la ausencia de un agente oxidante en el suelo marciano, pero posteriormente el módulo de aterrizaje Phoenix descubrió uno en forma de sales de perclorato . ^{[ 21 ] [ 22 ]} Se ha propuesto que podrían haber estado presentes compuestos orgánicos en el suelo analizado por Viking 1 y Viking 2 , pero pasaron desapercibidos debido a la presencia de perclorato, detectado por Phoenix en 2008. ^{[ 23 ]} Los investigadores descubrieron que el perclorato destruye los compuestos orgánicos al calentarse y produce clorometano y diclorometano , los mismos compuestos de cloro descubiertos por ambos módulos de aterrizaje Viking cuando realizaron las mismas pruebas en Marte. ^{[ 24 ]}

La cuestión de la vida microbiana en Marte sigue sin resolverse. No obstante, el 12 de abril de 2012, un equipo internacional de científicos publicó estudios, basados ​​en especulaciones matemáticas mediante el análisis de la complejidad de los experimentos de liberación marcada de la misión Viking de 1976, que podrían sugerir la detección de "vida microbiana existente en Marte". ^{[ 25 ] [ 26 ]} Además, en 2018 se publicaron nuevos hallazgos tras el reexamen de los resultados del espectrómetro de masas de cromatografía de gases (GC-MS). ^{[ 27 ]}

Sistema de cámara/imagen

El líder del equipo de imagen fue Thomas A. Mutch , geólogo de la Universidad de Brown en Providence, Rhode Island . La cámara utiliza un espejo móvil para iluminar 12 fotodiodos . Cada uno de los 12 diodos de silicio está diseñado para ser sensible a diferentes frecuencias de luz.

Se colocaron varios diodos de banda ancha (denominados BB1, BB2, BB3 y BB4) para enfocar con precisión a distancias de entre seis y 43 pies del módulo de aterrizaje. ^{[ 28 ]}  Un diodo de banda ancha de baja resolución se denominó SURVEY. ^{[ 28 ]} También hay tres diodos de banda estrecha de baja resolución (denominados BLUE, GREEN y RED) para obtener imágenes en color , y otros tres (IR1, IR2 e IR3) para imágenes infrarrojas . ^{[ 28 ]}

Las cámaras escaneaban a una velocidad de cinco líneas de escaneo verticales por segundo, cada una compuesta por 512 píxeles. Las imágenes panorámicas de 300 grados estaban compuestas por 9150 líneas. El escaneo de las cámaras era lo suficientemente lento como para que, en una foto del equipo tomada durante el desarrollo del sistema de imágenes, varios miembros aparecieran varias veces en la toma mientras se movían al mismo tiempo que la cámara escaneaba. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Colapso masivo de los Viking Landers

Los módulos de aterrizaje Viking utilizaban un ordenador de guía, control y secuenciación (GCSC) compuesto por dos ordenadores Honeywell HDC 402 de 24 bits con 18 KB de memoria de hilo chapado , mientras que los orbitadores Viking utilizaban un subsistema de ordenador de mando (CCS) con dos procesadores serie de 18 bits diseñados a medida. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

Los dos orbitadores costaron 217 millones de dólares  en ese momento, lo que equivale a unos 1.000 millones de dólares  en 2024. ^{[ 35 ] [ 36 ]} La parte más cara del programa fue la unidad de detección de vida del módulo de aterrizaje, que costó unos 60 millones de dólares entonces o 400 millones de dólares  en 2024. ^{[ 35 ] [ 36 ]} El desarrollo del diseño del módulo de aterrizaje Viking costó 357  millones de dólares. ^{[ 35 ]} Esto fue décadas antes del enfoque de la NASA de "más rápido, mejor y más barato" , y Viking tuvo que ser pionero en tecnologías sin precedentes bajo la presión nacional provocada por la Guerra Fría y las consecuencias de la Carrera Espacial , todo ello con la perspectiva de descubrir posiblemente vida extraterrestre por primera vez. ^{[ 35 ]} Los experimentos tuvieron que adherirse a una directiva especial de 1971 que estipulaba que ningún fallo individual impediría el regreso de más de un experimento , una tarea difícil y costosa para un dispositivo con más de 40.000 piezas. ^{[ 35 ]}

El sistema de cámara Viking costó 27,3  millones de dólares en desarrollo, o unos 200 millones de dólares  en 2024. ^{[ 35 ] [ 36 ]} Cuando se completó el diseño del sistema de imágenes, fue difícil encontrar a alguien que pudiera fabricar su diseño avanzado. ^{[ 35 ]} Posteriormente, los directores del programa fueron elogiados por resistir la presión de optar por un sistema de imágenes más simple y menos avanzado, especialmente cuando comenzaron a llegar las imágenes. ^{[ 35 ]} Sin embargo, el programa ahorró algo de dinero al eliminar un tercer módulo de aterrizaje y reducir el número de experimentos en el módulo de aterrizaje. ^{[ 35 ]}

En general, la NASA afirma que  se gastaron mil millones de dólares en dólares de la década de 1970 en el programa, ^{[ 5 ] [ 6 ]} lo que, ajustado a la inflación a dólares de 2024 , equivale a unos 6  mil millones de dólares. ^{[ 36 ]}

El programa Viking finalizó el 21 de mayo de 1983. Para evitar un impacto inminente con Marte, la órbita del orbitador Viking 1 se elevó el 7 de agosto de 1980, antes de ser desactivado 10 días después. El impacto y la posible contaminación de la superficie del planeta son posibles a partir de 2019. ^{[ 5 ]}

El módulo de aterrizaje Viking 1 fue hallado a unos 6 kilómetros de su lugar de aterrizaje previsto por el Orbitador de Reconocimiento de Marte en diciembre de 2006. ^{[ 37 ]}

Cada módulo de aterrizaje 'Viking' llevaba un pequeño punto de microfilm con los nombres de varios miles de personas que habían trabajado en la misión. ^{[ 38 ]} Varias sondas espaciales anteriores y posteriores habían llevado objetos con mensajes, como la placa Pioneer y el Disco de Oro Voyager . Sondas posteriores también llevaron monumentos conmemorativos o listas de nombres, como el rover Perseverance , que reconoce a los casi 11 millones de personas que se inscribieron para incluir sus nombres en la misión.

• Exploración de Marte
• Vida en Marte : Evaluaciones sobre la posible existencia de vida en Marte 
• Lista de misiones a Marte
• Laboratorio Científico de Marte : misión robótica que desplegó el rover Curiosity en Marte en 2012. 
• Mars Pathfinder : Misión que incluyó el primer vehículo explorador robótico en operar en Marte (1997) 
• Norman L. Crabill – Ingeniero de la NASA (1926–2024) 

• En Marte: Exploración del Planeta Rojo. Archivado el 5 de febrero de 2007 en Wayback Machine .
• Imágenes de Marte captadas por el orbitador Viking
• El paisaje marciano SP-425
• Artículo destacado de Química Analítica sobre la misión científica de la nave espacial Viking
• Resumen del diseño y las pruebas de la nave espacial Viking '75. Volumen 1: Diseño del módulo de aterrizaje – Informe de la NASA. Archivado el 27 de octubre de 2020 en Wayback Machine .
• Resumen del diseño y las pruebas de la nave espacial Viking '75. Volumen 2. Diseño del orbitador: informe de la NASA. Archivado el 27 de octubre de 2020 en Wayback Machine .
• Resumen del diseño y las pruebas de la nave espacial Viking '75. Volumen 3. Resumen de las pruebas de ingeniería – Informe de la NASA. Archivado el 28 de octubre de 2020 en Wayback Machine .

• Misión Viking de la NASA a Marte. Archivado el 23 de febrero de 2007 en Wayback Machine .
• Misión Viking a Marte (NASA SP-334) Archivada el 7 de agosto de 2013 en Wayback Machine .
• Hoja informativa del proyecto Viking de Solar Views
• Misión Viking a Marte. Archivado el 16 de julio de 2011 en Wayback Machine Video.
• Diagrama del Viking y su perfil de vuelo.
• Artículo en el sitio web del Instituto Smithsoniano del Aire y el Espacio.
• El Proyecto de Educación y Preservación de las Misiones Viking a Marte (VMMEPP)
• Exposición en línea de VMMEPP
• Hace 45 años: Viking 1 aterriza en Marte