¿Por qué los tubos de muestras de Perseverance parecen sables de luz?

El rover Perseverance acaba de colocar el primero de estos tubos de muestra de “respaldo” en el suelo. Este último solo se tomará en unos pocos años con un helicóptero dedicado en caso de que haya un problema con el rover. Cuando se publicó la foto que revelaba el resultado de la maniobra, muchos compararon el tubo con un sable de luz Jedi del universo Star Wars. En realidad, el diseño de estos contenedores naturalmente se inspiró más en la ingeniería que en la ciencia ficción. Aquí hay algunos detalles para recordar.

El objetivo principal de Perseverance es recolectar varias docenas de muestras de roca y suelo marcianos de un antiguo delta de un río que pueden contener signos de vida. Para averiguarlo, una misión posterior se encargará de traer estas muestras de regreso a la Tierra a principios de la década de 2030. El propio rover tendrá que volver a colocar estos tubos dentro del pequeño cohete que se encargará de ponerlos en órbita. Mientras tanto, los tubos de muestra se habrán mantenido calientes dentro del rover.

Sin embargo, es posible que el rover ya no pueda realizar sus funciones en unos años. Si es así, la NASA no quiere perder la oportunidad de poder analizar las muestras. Es por esto que la agencia también enviará dos pequeños helicópteros durante esta próxima misión. Estos se desplegarán en caso de un problema con el rover, de ahí el interés de dejar caer algunos tubos en el suelo. De esta manera, aún se pueden recuperar para devolverlos al módulo de aterrizaje.

La primera de estas muestras de “respaldo” fue depositada en el suelo el 21 de diciembre. Algunos, al observar la foto de este tubo ubicado debajo del vientre del rover, señalaron un vago parecido con un sable de luz. ¿Por qué tal forma?

Desafío de ingeniería

Uno de los principales desafíos para los ingenieros fue asegurarse de que estas muestras estuvieran intactas cuando llegaran a la Tierra. Los tubos (43 en total) tenían que ser lo suficientemente ligeros y resistentes para soportar las exigencias de un viaje de ida y vuelta de este tipo.

Esta no es la primera vez que la NASA ha tenido que hacer frente a este tipo de desafío. Hace unos cincuenta años, las misiones Apolo también habían traído a la Tierra decenas de kilos de muestras lunares. Solo que, en ese momento, las cajas de rocas solo necesitaban mantener su carga “prístina” durante unos días antes de ser transferidas al laboratorio. Aquí, los tubos de la Perseverancia tendrán que conservar el valor científico de su contenido durante más de diez años.

Cada uno de estos tubos mide poco menos de 15,2 centímetros de largo (mucho más pequeño que los sables de luz) y pesa menos de 57 gramos.

La parte dorada de estos tubos (que se ve a continuación) es nitruro de titanio, mientras que la parte plateada del extremo más pequeño está hecha de titanio. Un revestimiento exterior de alúmina blanca también permite lucha contra el calentamiento solar. Sin este recubrimiento, el Sol podría cambiar accidentalmente la composición química de la muestra.

El extremo cónico es un sello hermético para proteger la muestra de la atmósfera marciana. Finalmente, el “mango” es una caja dentro de la cual se encuentra el pistón y los resortes que permiten mantener la muestra en su lugar dentro del tubo.

Muestras de tubo de perseverancia
Ilustración de los componentes en el exterior de un tubo de muestra. Créditos: NASA/JPL-Caltech
Muestras de tubo de perseverancia
Ilustración de los componentes dentro de un tubo de muestra. Créditos: NASA/JPL-Caltech

limpieza extrema

Estas muestras también deben estar lo suficientemente “limpias” y herméticas para que los investigadores se aseguren de analizarlas. 100% contenido marciano a principios de la próxima década.

Comparado con Marte, nuestro planeta está cubierto de vida.“, explicó en 2020 Ken Farley, del proyecto Mars 2020 en Caltech (Pasadena). “Necesitábamos eliminar todos estos rastros para que cualquier evidencia restante pudiera detectarse y diferenciarse con confianza cuando se devolvieran estas primeras muestras.s”.

Los tubos son por lo tanto el producto de estándares de limpieza extremos que tienen por objeto impedir la introducción de materia orgánica, inorgánica y biológica terrestre. Por lo tanto, los investigadores tuvieron que limitar la cantidad total de compuestos terrestres en una muestra determinada a menos de 150 nanogramos. Para un conjunto particular de compuestos orgánicos, se limitaron a menos de quince nanogramos. Para su información, un nanogramo es una mil millonésima parte de un gramo.

Para cumplir con estos requisitos, los ingenieros llevaron a cabo todo su montaje en un cuarto hiperlimpio que es más o menos una habitación limpia dentro de una habitación limpia. Entre cada paso de ensamblaje, los tubos de muestra se limpiaron con chorros de aire filtrado, se enjuagaron con agua desionizada y luego se limpiaron ultrasónicamente con acetona, alcohol isopropílico y otros agentes de limpieza.

Así, todo ha sido pensado para que nada impida a los investigadores analizar estas muestras en cuanto lleguen a la Tierra. Mientras tanto, Perseverance continúa su misión en el cráter Jezero, cuyo paisaje se parece extrañamente al de Tatooine. Esperemos que el rover no se encuentre con los Tuskens en el camino..