LA FRASE DEL DÍA.

lunes, 17 de septiembre de 2012

GRANDES ERRORES. MARS CLIMATE ORBITER.

La entrada de esta semana estará dedicada a la sonda espacial Mars Climate Orbiter, también llamada Mars Surveyor '98 Orbiter, ya que este 23 de septiembre se cumplen 13 años exactos de su llegada a Marte. Su construcción y lanzamiento costó más de 125 millones de dólares, lo cual no parece mucho, incluso sabiendo que su principal función era estudiar el clima del planeta rojo. Sin embargo, esta cifra de 125 millones se hace mucho más grande cuando, el mismo día de su llegada, la sonda de desintegró en la atmosfera marciana, sin haber cumplido ni uno solo de sus objetivos, debido a un gravísimo y muy fácilmente evitable error.

Fuente de imagen: La NASA

El aspecto de la sonda, como se puede ver en la imagen anterior, es más parecido al de una lavadora de carga superior que funciona por energía solar que a un costoso e increíblemente avanzado instrumento científico. Esta lavadora del espacio estaba construida con aluminio y medía aproximadamente 2 metros de altura y 1,5 de largo. Constaba de 2 módulos (uno de propulsión y otro con los instrumentos científicos). Los paneles solares tenían una superficie de 11 m2 y el peso total al inicio de la misión era de 630 kg, divididos a partes iguales entre combustible y la sonda en sí misma. La memoria interna de la sonda para almacenamiento de datos era de 128MB, lo cual no da ni para un capítulo de “Los Simpson” en .AVI con calidad regular, pero era más que suficiente para su misión.

Fuente de imagen: La NASA

A pesar de su aspecto tosco y de sus aparentes limitaciones técnicas, como la escasa memoria, la sonda iba a cumplir una importantísima misión de cara a futuros viajes a Marte de otras sondas, especialmente la Mars Polar Lander que fue lanzada poco después de la Mars Climate Orbiter y llegaría unos meses después.

Los objetivos de la Mars Climate eran:
  •   Registrar las condiciones atmosféricas.
  •   Estudiar el vapor de agua y el polvo contenidos en la atmósfera.
  •   Buscar evidencias de pasados cambios climáticos.
  •   Averiguar la temperatura en las distintas capas de la atmosfera.
  •   Utilizar sus sistemas de comunicaciones como repetidor de los datos proporcionados por la Mars Polar Lander que debía aterrizar en Marte poco después.
Pero nada de esto se llevó a cabo porque, como ya se ha dicho, el día previsto para su llegada se perdió el contacto con la sonda y no se volvió a recuperar. El diagnostico era claro, lo más probable es que la sonda se hubiese desintegrado en la atmosfera o se hubiese estrellado contra la superficie marciana. ¿Por qué sucedió esto?
 
Fuente de imagen: La NASA
 
Tras el desastre La Nasa llevo a cabo una investigación para averiguar las causas de este. En primer lugar se descubrió un error en la coordinación de los distintos equipos tan grande como evitable. La cuestión era que la empresa que diseñó y construyó la sonda utilizaba el sistema anglosajón de unidades, mientras que la empresa encargada de programar los sistemas de navegación utilizaba el sistema internacional de unidades. Al parecer los cálculos que envió la primera empresa eran correctos pero no especificaban las unidades de los datos o los resultados.

La segunda empresa recibió los datos numéricos y los utilizo como si estuviesen en unidades del sistema internacional. Todo esto provocó que la nave empezase a desviarse del rumbo correcto desde el primer día.

La siguiente pregunta era clara. ¿En un viaje de varios meses no se detectó este error? La respuesta es que, evidentemente, si se detectó. Mediante la medición de las fuerzas que actuaban sobre la nave y sus direcciones, los equipos de control de tierra podían calcular la posición y trayectoria de la sonda y utilizar los motores laterales que cualquier nave de esas características tiene para corregir su rumbo.

El problema era que cada cálculo que se hacía en tierra con el sistema internacional era enviado a la sonda que lo interpretaba con un software diseñado para utilizar datos en sistema anglosajón, por lo que los intentos de reconducir la nave estaban abocados al fracaso. En este punto se añade el pobre diseño de la nave. Los paneles solares estaban colocados en un lado únicamente, lo que hacía que el centro de gravedad no estuviese en el centro geométrico de la sonda, por lo que con cada giro se producía una pequeña desviación de la ruta original.

La última pregunta que surgió en la investigación de la NASA fue, por qué se ignoró que se habían necesitado más correcciones de trayectoria de lo normal (hasta 4) para un viaje de estas características.

Cuanto más se acercaba la nave a Marte, más patente se hacía que no estaba donde debía estar y que las correcciones no funcionaban. Los equipos de control, al ver que las correcciones no surtían el efecto deseado, modificaron a toda prisa el software de cálculo que tenían para calcular la posición de la nave, ya que se descubrió que no modelizaba correctamente las fuerzas que actuaban sobre la sonda. Pero esto no cambió nada, ya que tras las siguientes correcciones de dirección la nave seguía desviándose.

La conclusión que sacó el equipo de tierra de todo esto, fue que la nave estaba donde debía estar, ya que ellos habían hecho los cálculos correctamente y que eran los programas de posicionamiento los que se equivocaban, por lo que se desestimó una quinta corrección de rumbo.

Sin embargo, los valores dados por los programas de cálculo eran los correctos y finalmente la nave entro en una órbita mucho más baja de lo que se creía como se muestra en el gráfico.
 
 
La nave no estaba diseñada para soportar las temperaturas de la entrada en la atmosfera, por lo que habría sido desintegrada por el calor. La otra opción es que se estrellase contra la superficie debido a una mayor fuerza de gravedad que la esperada en la órbita prevista.

Como se ha dicho al principio, una de las funciones de la sonda era actuar de repetidor de la Mars Polar Lander, que ya se encontraba camino de Marte cuando la Mars Climate se perdió. La Nasa se apresuró a averiguar si los mismos errores se dieron en ambas sondas.

Por suerte para la segunda sonda no fue así. Aunque poco importa porque se detectaron otros errores igualmente fatales. Para resumir, porque la Polar Lander da para otra entrada, en primer lugar no se tenía la seguridad de que el motor encargado de frenar la sonda para un correcto aterrizaje funcionase adecuadamente, ya que no se había probado lo suficiente. Otro error detectado era que la apertura de las patas de la sonda, durante su caída, era demasiado brusca, lo que provocaba que los sensores que controlaban el motor creyesen que la sonda había tocado suelo y ordenasen parar el motor, por lo que aunque este hubiese funcionado bien se habría apagado antes de tiempo y la Mars Polar Lander hubiese acabado estrellándose igual.

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