miércoles, 28 de octubre de 2009

La ESA simula el aire marciano en un túnel de viento

¿Es la Tierra el único lugar de nuestro sistema solar en el que existen organismos vivos? ¿Existe, por ejemplo, vida en Marte? la meta de la misión europea ExoMars es el resolver esta cuestión. Con este propósito, se ha simulado la atmósfera de Marte en el Centro Espacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) en Göttingen.

El túnel de viento de Göttingen simula las condiciones extremas que experimenta una cápsula entrando en la atmósfera marciana a casi 16.000 km/hora. En el proceso se alcanzan temperaturas de 6000° C

Los investigadores en Göttingen están examinando el impacto de la atmósfera exótica planeta rojo en un aterrizaje de una cápsula el descenso que atraviese la atmósfera de Marte. "La atmósfera de Marte es completamente distinta a la de la Tierra", explica el doctor Klaus Hannemann, jefe del Departamento de naves espaciales en el Instituto de Aerodinámica y Tecnología de Flujos del DLR. La atmósfera marciana se compone de 95% del dióxido de carbono y es muy tenue. Si una cápsula tuviera que volar a través de la atmósfera marciana a varias veces la velocidad del sonido, los efectos que se produjeran deberían ser estudiados en detalle. A las temperaturas extremadamente altas en que se producen estas situaciones, se inician las reacciones químicas que cambian las propiedades del gas: el dióxido de carbono se rompe en sus componentes individuales. "Esto puede influir en la distribución de la presión de la cápsula y de esta forma afectar al comportamiento aerodinámico", explica el doctor Hannemann. Un aspecto más importante de los estudios es determinar las cargas térmicas extremas que soporta el escudo térmico.

La parte posterior de la cápsula de diseñarse especialmente bien puesto que es un punto crítico: en la imagen del doctor Hannemann y el doctor Martínez

Los experimentos, están siendo desarrollados con apoyo de la Agencia Espacial Europea (ESA), están siendo desarrollados empleando el túnel de alta entalpía de Göttingen, uno de las más importantes instalaciones europeas a gran escala para la investigación de la reentrada hipersónica de una nave. En este túnel de viento de 62 m, un pistón comprime y calienta el dióxido de carbono antes de ser acelerado en el túnel de viento hasta 4,4 km/segundo. Esto corresponde a una velocidad de unos 16.000 km/hora. Entonces, el gas fluye alrededor del modelo de la cápsula de aterrizaje. Este escenario simula la situación de vuelo de la cápsula ingresando en la atmósfera de Marte a una altura de 40 km sobre la superficie del planeta. En este proceso, se generan temperaturas de 6000° C, más altas que en la superficie del Sol.

"Cuando observamos el experimento, utilizamos un fenómeno todos conocemos: la turbulencia del aire sobre una calle caliente en verano", explica el doctor Jan Martinez Schramm, que dirige experimento. Como resultado de este calentamiento, la densidad del gas cambia, y también la forma en que la luz se refracta. Los científicos en Göttingen pueden arrojar conclusiones sobre las variaciones en densidad conocidas como "schlieren", a partir de la turbulencia del gas en el túnel de viento. El equipo ha definido un punto especialmente crítico en la cápsula marciana: la parte trasera. "Éste es el punto donde pueden producirse fenómenos de frenado y temperaturas muy altas", explica Hannemann.

Representación artística de la misión ExoMars prevista para 2018

Para realizar posteriores ensayos, se cuelga un modelo de la cápsula marciana en el túnel de viento mediante delgadas cuerdas, con el fin de determinar las fuerzas que actúan sobre ella. Cuando el gas caliente las tocada se queman y el modelo flota libremente durante un segundo. No es necesario un período de tiempo mayor puesto que con sólo 1 milisegundo basta para realizar medidas en el tunel de alta entalpía.

La misión ExoMars de la ESA ha sido recientemente actualizada. De acuerdo con el plan actual, en 2016 la ESA pretende aterrizar sobre la superficie de Marte con una cápsula de descenso que transporte experimentos científicos en una misión independiente. Al mismo tiempo un orbitador girará alrededor de Marte para asegurar las comunicaciones con la Tierra. El orbitador también será empleado por la NASA para otros fines. Bajo la dirección de la NASA, el rover europeo ExoMars equipado con un taladro aterrizará en la superficie de Marte dos años después, en 2018.

Fuente original ESA
Publicado en Odisea cósmica
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