 | Este artículo o sección tienereferencias, pero necesita más para complementar suverificabilidad. Busca fuentes:«Programa Viking» –noticias ·libros ·académico ·imágenes Este aviso fue puesto el 23 de enero de 2019. |
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| Viking I | |
| Tipo de misión: | Orbitador y aterrizador marciano |
| Fecha y hora de lanzamiento: | 20/8/1975 (21:22:00UTC) |
| Cohete lanzador: | Titan III-E-Centaur |
| Lugar de lanzamiento: | Cabo Cañaveral (Complejo de Lanzamiento 41) |
| Masa total: | 3527kg |
| Viking II | |
| Tipo de misión: | Orbitador y aterrizador marciano |
| Fecha y hora de lanzamiento: | 9/9/1975 (18:39:00UTC) |
| Cohete lanzador: | Titan III-E-Centaur |
| Lugar de lanzamiento: | Cabo Cañaveral (Complejo de Lanzamiento 41) |
| Masa total: | 3527kg |
Elprograma Viking de laNASA consistió en dos misiones no tripuladas al planetaMarte, conocidas comoViking I yViking II. Este programa venía a suceder a laMariner 9, una sonda orbital lanzada a Marte en 1971 con notable éxito; las naves Viking supondrían además las primeras dos misiones de aterrizaje estadounidenses sobre Marte y el primer estudiobiológico del mismo. Cada misión poseía unasonda orbital (VO o Viking Orbiter) diseñada parafotografiar la superficie marciana desde laórbita del planeta, y actuar como un "intermediario" de comunicaciones entre laTierra y la sonda Viking de aterrizaje o VL (Viking Lander), que se separaría de esta y se posaría sobre la superficie del planeta. Fue la misión más cara y ambiciosa jamás enviada aMarte hasta la fecha, con un coste total aproximado de 1000 millones dedólares de la época.[1] Fue muy exitosa, y aportó la mayor parte de la información sobreMarte de la que se dispuso hasta finales de la década de 1990, con la llegada de los primeros rovers marcianos.
ElViking I se lanzó el 20 de agosto de 1975 y elViking II el 9 de septiembre del mismo año, ambas a bordo de un coheteTitan III-E. Una vez llegados a la órbita de Marte, durante varios meses, las sondas orbitales realizaron un reconocimiento de la superficie; una vez seleccionados los lugares de aterrizaje, las dos secciones de la sonda se separaban, y la sección de aterrizaje ingresaba en laatmósfera de Marte, posándose suavemente en el lugar previsto. Los orbitadores continuaban fotografiando y llevando a cabo otras operacionescientíficas, mientras losViking Lander desplegabaninstrumental científico en la superficie. La sonda (compuesta de ambas partes) completamente cargada de combustible, tenía unamasa de 3527 kg.
El orbitador se basaba en la naveMariner 9. Era unoctágono de unos 2,5 m de diámetro, con una masa, en el momento del lanzamiento, de unos 2500 kg, de los cuales 1445 kg eran combustible y gas (para controlar la altitud de la sonda una vez en Marte). Los objetivos principales de los orbitadores Viking eran:
Las ocho caras de la estructura anular (esto es, con forma de anillo) tenían una altitud de 0,4572 m, y tenían un ancho de 1397 mm y 508 mm, alternativamente. La altura total de la sonda era de 3,29 m. Había 16 componentes modulares, 3 en cada una de las 4 caras más largas, y 1 en cada cara corta.[2]
Viking Orbiter I
| Fecha | Órbita | Operaciones |
|---|---|---|
| 20/8/1975 | - | Lanzamiento del conjunto VO-VL |
| 19/6/1976 | 0 | Puesta enórbita elíptica sincrónica |
| 20/7/1976 | 92 | Aterrizaje de la VL-1 en Marte |
| 12/2/1977 | 235 | Sincronización de la órbita con el periodo deFobos (distancia: 100 km) |
| 24/3/1977 | 263 | Reducción del periastro a 297 km |
| 20/7/1979 | 1120 | Aumento del periastro a 357 km |
| 7/8/1980 | 1485 | Fin del funcionamiento controlado desde laTierra |
Viking Orbiter II
| Fecha | Órbita | Operaciones |
|---|---|---|
| 9/9/1975 | - | Lanzamiento del conjunto VO-VL |
| 7/8/1976 | 0 | Puesta en órbita elíptica sincrónica |
| 3/9/1976 | 25 | Aterrizaje de la VL-2 en Marte |
| 20/12/1976 | 123 | Reducción del periastro a 789,2 km |
| 9/10/1977 | 418 | Sincronización de la órbita con el periodo deDeimos (distancia: 22 km) |
| 23/10/1977 | 432 | Aumento del periastro a 290 km |
| 25/7/1978 | 706 | Fin del funcionamiento por agotamiento de las baterías |
La unidad depropulsión estaba colocada sobre la central eléctrica del orbitador. La propulsión se lograba a través de unmotorcohete de combustible hipergólico, que era alimentado gracias unsistema bipropelente, conmonometilhidracina (CH3N2H3) como combustible ytetraóxido de dinitrógeno (N2O4) como oxidante.
Elmotor era capaz de proveer un empuje de 1.323N, lo cual significaba un cambio de velocidad (Delta-v) de 1.480 m/s. Elcontrol de actitud se lograba por 12 pequeños micropropulsores denitrógeno comprimido. Unsensor solar, un sensor solar de crucero, un navegador estelar y una unidad de referencia inercial con 6giroscopios permitía la estabilización en 3 dimensiones. Además, la sonda disponía de micropropulsores de control de actitud ubicados al final de los paneles solares. Dosacelerómetros también iban a bordo.
LasViking Orbiter disponían de cuatro "alas" solares que se extendían desde el eje del orbitador. La envergadura de dichas "alas" era de 9,75 m. La nave obtenía energía a través de 8 paneles solares de 1,57 m x 1,23 m, ubicando dos en cada ala. Lospaneles solares, con una superficie total de unos 15 m², tenían un total de 34.800 células solares, que producían 620 W de energía en órbita marciana. La energía se almacenaba en dos baterías eléctricas deníquel ycadmio con una capacidad de 30 Ah (108 kC).
Las comunicaciones se lograban con un transmisor de 20W de banda S (2.295 MHz) y dosTWTAs de 20 W. Un receptor de banda X (8.415 MHz) fue colocado para realizar experimentos de comunicaciones.
La sonda tenía unaantena parabólica de alta ganancia maniobrable en dos sentidos con un diámetro de 1,5 m colocada en el borde de la base del orbitador. Dos grabadores de cinta eran capaces de almacenar 1.280Mbit de información. También disponía de una radioUHF de 381MHz.
La sonda orbital portaba tres instrumentos científicos para llevar a cabo los experimentos previstos; un sistema de imágenes (Visual Imaging System, VIS), cartografía infrarroja (Infra-Red Thermal Mapper, IRTM), y un detector de vapor de agua atmosférico (Mars Atmospheric Water Derector, MAWD). Estaban montados en una plataforma orientable que se ubicaba en la base del orbitador, de manera que los paneles solares nunca perdieran el sentido de los rayos delSol. El instrumental científico tenía una masa total aproximada de 72 kg:
| Selección de imágenes obtenidas por elVIS de las sondasViking Orbiter | |||||||||
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La sondaViking Lander I, o VL-1, sección de aterrizaje que venía conjuntamente con la sonda orbitalViking Orbiter I, fue la segunda sonda espacial que aterrizó en Marte con éxito, el 20 de julio de 1976 (la primera fue la nave rusaMars 3 en 1971, aunque se perdió la comunicación a los pocos segundos de posarse sobre el planeta). El 3 de septiembre de 1976 haría lo propio la sondaViking Lander II, o VL-2. Las sondas VL-1 y VL-2, una vez posadas enMarte con el instrumental desplegado, se dedicaron a una serie de objetivos primarios:
La sonda consistía en una base hexagonal dealuminio apoyada en tres patas extendidas. La base de las patas formaba los vértices de untriángulo equilátero de 2,21 m de lado (visto desde arriba). Los instrumentos estaban sujetos a la parte superior de la base, y separados de la superficie del planeta por las patas extendidas. Toda la unidad tenía una masa de 657 kg.
Todas las operaciones estaban controladas gracias al ordenador de a bordo, elGCSC o Guidance Control Sequencing Computer (Ordenador Secuenciador de Control de Orientación). Tres unidades gestionaban los datos científicos: laDAPU o Data Acquisition and Procesing Unit (Unidad de Procesamiento y Adquisición de Datos), que era la encargada de recolectar los datos científicos y técnicos convirtiéndolos en datos numéricos para ser posteriormente enviados a lamemoria de almacenamiento o a lagrabadora, o transmitirlos a laViking Obiter, para que fuesen enviados a laTierra, o directamente enviados a la Tierra.[3]
La propulsión estaba a cargo de uncohete monopropelente dehidracina (N2H4) con12 salidas dispuestas en 4 grupos de 3, que proveían 32 N de empuje, dando una velocidad vertical de 180 m/s. Estas salidas también actuaban como propulsores de control y rotación para la sección del Viking dispuesta a aterrizar enMarte.
El descenso final y posado sobre la superficie se lograba mediante tres motores monopropelentes dehidracina. Los motores tenían 18 salidas para dispersar la emisión calórica y minimizar los efectos sobre la superficie. Podían ser regulados, para pasar de 276 N a 2.667 N. Lahidracina era purificada para evitar contaminar la superficie marciana. ElViking Lander portaba 85 kg de propelente al momento de lanzamiento, que estaban almacenados en dos tanques esféricos detitanio. El control de la VL se lograba con una unidad interferencial de referencia, cuatro giroscopios, un aero-desacelerador, unaltímetro deradar, unradar de descenso y aterrizaje, y los propulsores de control de actitud.
La energía era provista por dosgeneradores térmicos radio-isotópicos (llamados RTG, en inglés), que conteníanplutonio 238. Cada generador medía 28 cm de alto, 58 cm de diámetro y tenía una masa de 13,6 kg. Generaban 35 W continuos, operando a 4,4voltios. También contaba conbaterías recargables de 28 voltios deníquel-cadmio, para manejar picos de corriente suplementaria de 70 W.
La comunicación se lograba a través de un transmisor debanda S de 20 W, y por medio de 2TWTAs de 20 W. Unaantena parabólica manipulable a lo largo de dos ejes estaba montada cerca del borde de la base de la nave.
Unaantenaomnidireccional debanda S también se extendía desde la base. Ambas antenas permitían una comunicación directa con laTierra. Una antenaUHF de 381 MHz permitía una comunicación en un sentido hacia el orbitador, usando unaradio de 30 W. El almacenaje de datos se daba en un grabador de cinta de 40 Mbit, y lacomputadora de la VL podía almacenar hasta 6000 palabras en órdenes y procedimientos.
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Antes de que lasViking Lander (I y II) se posaran sobre la superficie marciana, ya habían empezado la experimentación científica. Durante el descenso, las sondas observaron y midieron laatmósfera eionosfera marcianas. Durante esta fase, funcionaron tres instrumentos:
Una vez posado elViking Lander sobre Marte, se desplegaron el resto de instrumentos de a bordo. Las 2 cámaras proporcionabanimágenes de la superficie. Las fotografías (a color) eran el resultado de la combinación de ambas cámaras por el barrido de cientos de líneas en azul, rojo y verde. Para laspropiedades físicas del suelo se utilizaron métodos simples, como la dureza, analizada gracias al hundimiento de los patines de las patas de la sonda. Dos pares de imanes estaban colocados en el sistema de toma de muestras, separando los minerales magnéticos del resto; otros imanes colocados sobre el metal de los RGT capturaban el polvo cargado magnéticamente. ElViking Lander además estaba provisto de tressismómetros miniatura solidarios de la estructura del aterrizador para lamedida de movimientos sísmicos.
Para lasmedidas meteorológicas se usaron sensores colocados en lo alto de un mástil erguido tras el aterrizaje. Las temperaturas se medían por medio de tres termopares. Unanemómetro, constituido también por un termopar, se encargaba de la velocidad del viento y su dirección. Igualmente, un sensor de temperaturas se ubicaba en el sistema de toma de muestras, para conseguir establecer perfiles de temperatura en las proximidades del suelo. Elsensor de presión estaba colocado bajo la estación, e iba midiendo las variaciones de presión conforme el aparato descendía hasta la superficie.
Para la recogida de las muestras del suelo, las sondas disponían de unsistema de recogida de muestras, constituido por una pala al final de un brazo robótico articulado de 3 metros de longitud con la que cavar zanjas alrededor de la sonda. El brazo trituraba las muestras y las pasaba por un tamiz, ubicado en la parte final del mismo, para luego llevar dichas muestras a los compartimentos específicos para los experimentos, debajo de unos embudos situados en el cuerpo principal de la nave. Para analizar lacomposición del suelo se trató de determinar el contenido en elementos químicos y la identificación de la composición molecular. ElXRFS o X-Ray Fluorescente Spectrometer (Espectrómetro de Fluorescencia X) era el encargado de los elementos químicos, mientras que elGCSM o Gas Chromatograph Mass Spectrometer (Espectrómetro de Masa en Fase Gaseosa) lo era para los análisis moleculares y concentraciones de gas, orgánicos o inorgánicos.
Se determinó que el principal constituyente neutro de la alta atmósfera es eldióxido de carbono CO2; elnitrógeno sólo representa un 6% de la cantidad de CO2, y el oxígeno molecular O2 un 0,3%. La presencia de nitrógeno es muy importante porque este gas está considerado como un factor determinante para la existencia de algún tipo de forma de vida.
Las medidas meteorológicas eran efectuadas doce veces al día. Pusieron en evidencia valores medios de las temperaturas diurnas que oscilaban entre -85 °C (en la puesta del Sol) hasta -29 °C (al mediodía), variaciones diarias de presión del orden de 0,2 mbar (para una presión media de 6 mbar), y velocidades de viento que alcanzaban 8 m/s ( 28,8 km/h) (durante el día).
En teoría, los sismómetros debieron registrar los movimientos del suelo, pero debido a la sensibilidad de las estaciones al viento, así como las vibraciones de los instrumentos, el origen de los registros nunca quedó claramente establecido.
El suelo de Marte es relativamente duro, existiendo en algunos lugares una corteza de varios centímetros de espesor que recubre un nivel más blando, y que una parte de los materiales de la superficie contiene minerales magnéticos. ElXRFS afirmó la presencia de hierro, calcio, sílice, aluminio y titanio en las muestras del suelo recogidas por el brazo mecánico. El GCMS, para los análisis moleculares y de gases, determinó que la proporción de argón 36/argón 40 en la atmósfera marciana era muy inferior al de laatmósfera terrestre, demostrando que este planeta no ha tenido una desgasificación tan importante como la Tierra; este instrumento no encontró complejos orgánicos suficientes (menos de una parte por millón) para afirmar algún proceso biológico, presuponiendo además que el agua encontrada se asociaba a ciertos minerales.
| Selección de imágenes deChryse Planitia obtenidas por la sondaViking Lander I | |||||||||
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| Selección de imágenes deUtopia Planitia obtenidas por la sondaViking Lander II | |||||||||
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Uno de los motivos principales para el envío del aterrizador marciano era la búsqueda recurrente de la vida enMarte. Para ello, las sondas Viking que se posaron sobre la superficie llevaban consigo el Biology Instrument, un contenedor de experimentos, tres exactamente; el Pyrolytic Release Experiment, el Labeled Release Experiment, y el Gas Exchange Experiment.
Este experimento se basaba en elprincipio de la asimilación delcarbono, que establece que la materia viva fija el carbono de la atmósfera mediantefotosíntesis. Previamente se procedía a esterilizar una parte de la muestra durante tres horas a 160 °C. Las muestras eran incubadas durante cinco días bajo una luz artificial (sin ultravioleta). Después, para volver a colocar las muestras obtenidas en las condiciones naturales del medio marciano, se introducía en la cámara de incubación CO2 marcado alcarbono 14. Tras el periodo de incubación la temperatura del contenedor era elevada hasta los 650 °C con el objetivo de pirolizar toda lamateria orgánica. A continuación se introducíahelio para la transferencia de la fase de vapor por medio de un filtro, analizándose el resto de grupos volátiles mediante un detector de radiaciones, de manera que se pudiera detectar el carbono 14 que podía haber sido fijado por la materia orgánica. Se comparaban las muestras, esterilizada y no esterilizada, para medir la radioactividad. Si los resultados eran iguales, se presuponía que no había ningún agente biológico; si era distinto, se podría admitir la presencia de materia orgánica que hubiera alterado el resultado.
El Labeled Release Experiment se basaba en el concepto de laasimilación de moléculas orgánicas, comoaminoácidos, pormicroorganismos presentes en las muestras de suelo; tras la asimilación, se producirían una serie de gases que contuvieran una parte del carbono presente en las moléculas orgánicas. Para ello se procedía a la colocación en una incubadora de las muestras con atmósfera marciana. A dicha muestra se le añadiría un agente líquido nutritivo (conformiatos,lactatos y aminoácidos) marcado al carbono 14. Si durante el experimento existiera un aumento en la radioactividad de la atmósfera de la incubadora, había que pensar que era el resultado de la emisión de gases marcados al carbono 14 producidos por la asimilación de la materia nutritiva por los microorganismos marcianos.
Este otro experimento se fundamentaba en elprincipio de intercambios entre la materia viva y la atmósfera, y en la presencia de materia nutritiva en el suelo. La muestra se le añadía, dentro de la incubadora, de un agente nutritivo no marcado y de una mezcla gaseosa de helio,kriptón ydióxido de carbono. En el experimento se analizaba las muestras de la mezcla gaseosa en una columna cromatrográfica, de forma que pudiese ser detectado un eventual aumento de concentración en dióxido de carbono, en CH4, y ennitrógeno, que indicaría una asimilación de la materia nutritiva por materia viva.
Tras analizar los resultados de los experimentos biológicos la comunidad científica fue reservada para calificar que algún proceso biológico existía en la superficie deMarte. Se realizaron tres experimentos; en el primero se usó una muestra de 0,1 g del suelo recogida por el brazo mecánico introduciéndola en la incubadora. Este experimento se trataba delPyrolytic Release Experiment. Tras realizar el experimento, en el que se simulaban las condiciones marcianas sinrayos ultravioleta, se afirmaría la presencia de agentes biológicos detectando la fotosíntesis de los posibles microorganismos. El analizador detectó la presencia de emanaciones gaseosas de compuestos carbonáceos que en principio se trataban dedióxido de carbono y, en una muestra gemela esterilizada, no se dio tal circunstancia. Por tanto el resultado fuepositivo para la presencia de seres vivos.
En el segundo experimento, que se trataba delLabeled Release Experiment, se usó para la muestra un caldo orgánico para que los posibles microorganismos existentes en dicha muestra emitieran dióxido de carbono a causa del metabolismo de este compuesto. Este resultado fue en principionegativo, ya que en la muestra calentada no aportó ningún resultado válido.
En el último experimento, elGas Exchange Experiment, se trató de buscar metabolitos orgánicos, tales como elmetano, tras aportar a la muestra nutrientes orgánicos con marcado alcarbono 14. El resultado fue probablementepositivo, ya que se encontró una variación en el nitrógeno tras estar observando la muestra durante 200 días, aparte de un evidente desprendimiento deoxígeno ydióxido de carbono.
Los científicos determinaron entonces, no con total convencimiento, que la presencia de vida en Marte era inexistente. Se basaron en que los resultados del primer y tercer experimento, que dieron positivo, se podían explicar gracias a procesos químicos y geológicos. En el caso del segundo experimento, que dio negativo, los científicos argumentaron que quizás el analizador era demasiado poco sensible para detectar trazas orgánicas en tan poca cantidad.
Finalmente explicaron que quizás la mejor forma de encontrar agentes biológicos en Marte sería excavando a una cierta profundidad del suelo, ya que los letales rayos ultravioleta destruirían cualquier tipo de vida (lacapa de ozono no existe en Marte).[4]
Mucho más recientemente, se ha argumentado que las sondas Viking pudieron no solo ser incapaces de detectar la vida en Marte y, sobre todo, que los científicos podrían no haber sabido interpretar los datos que éstas transmitieron, sino que a causa de los múltiples experimentos las sondas pudieron haber acabado con la vida existente en las muestras, ya que los posibles microorganimos marcianos no responderían igual que los terrestres a los procesos químicos a los que se les habría expuesto.[5]
| Control de autoridades |
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Datos:Q233708
Multimedia:Viking mission /Q233708
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